Õhtusöögi püüdmine lennates… Öö on kajade kõlaga elav

Kuigi nahkhiired on suurepärase nägemisega, suudavad nad ka oma kõrvu piisavalt hästi näha, et pimeduses lendavaid sääski tabada

autor GrrlScientist saidile SciLogs.com | @GrrlScientist

Väike pruun nahkhiir, Myotis lucifugus, sööb ühe päeva jooksul rohkem sääski kui sina elu jooksul.

Õhtu oli rahulik, kuna päike loojus horisondi alla. Ühtäkki olid oranži ja punast taevast punud lendlevad sinihallid siluetid, mis siksakiliselt Seattle's Lake Unioni kohal tsiklesid. Nahkhiired! Mõned nahkhiired kastsid madalalt üle veepinna, et juua sarnaselt pääsukestega, teised järgisid ülaltoodud ebaharilikke radu, tarbides lennu ajal sääski ja muid putukaid.

Kuidas nahkhiired pimedas putukaid leiavad ja kinni püüavad? Kõik putukaid söövad nahkhiired tekitavad helisid - kas avatud suu kaudu või läbi keeruka ninalehe, mis toimib nagu akustiline peegel. Neid helisid peegeldavad keskkonnas olevad objektid nõrga kajana, andes nahkhiirtele täpse pildi nende keskkonnast ja võimaldades neil manööverdada täielikus pimeduses.

Nahkhiirte väljastatavate ultrahelisignaalide ja läheduses asuva objekti kaja kujutamine. (Krediit: Petteri Aimonen / avalik omand.)

Me ei teadnud alati, et nahkhiired toetuvad pimedas ümbruses liikumiseks helile. 1800. aastate lõpus lükkas enamik tema kolleege petturlikuks Šveitsi zooloogi Charles Jurine'i ettepaneku, et nahkhiired võiksid nende kõrvu "näha". 1944. aastal kasutas siis Harvardi ülikooli tudeng Donald Griffin spetsiaalseid mikrofone, et näidata, et nahkhiired tekitavad inimese kuulmisulatusest kõrgema ultraheli helisid, et tekitada kajad, mis paljastavad objektide asukohad. Selle tulemusel lõi Griffin selle nähtuse kirjeldamiseks mõiste “ehholokatsioon”.

Kõik nahkhiired suhtlevad mitmesuguste kisade ja kiljutustega, mida inimkõrvad kuulevad, kuid taksonoomilises alamklassis Microchiroptera nahkhiireliigid eraldavad ehhokolokatsiooni tegemiseks kõrgsageduslikke (kõrgeid) helisid. Ehkki madalsageduslikud (infraheli) helid liiguvad kaugemale, võivad ainult ehholokatsiooniks kasutatavad väikesed ultrahelihelid anda üksikasjalikku teavet keskkonnas asuvate pisikeste objektide, näiteks lendavate sääskede kohta.

Inimesed ei kuule nahkhiirte tekitatavaid helisignaale kauguste hindamiseks.

Ehholokatsioonihelid ei ole kõigil nahkhiireliikidel ühesugused. Nahkhiirte tekitatud kõrgsageduslikud ehholokatsioonikõned on vahemikus 20–200 kilohertsi (kHz) või rohkem (inimesed ei kuule helisid üle 20 kHz). Erinevusi on ka ehholokatsioonikõnede mustris. Mõned liigid tekitavad konstantse sagedusega (CF) nuttu, teised aga kasutavad sagedusmoduleeritud (FM) kõnet, mis laskub helikõrgusega. Enamik nahkhiireliike võib siiski kasutada mõlemat tüüpi kõnesid.

CF- ja FM-helid paljastavad nahkhiire erinevat tüüpi teavet. CF-i kasutatakse objektide tuvastamiseks, samal ajal kui FM edastab objekti olemuse kohta vahemaad ja muid täpsemaid andmeid. Näiteks võrdlevad nahkhiired väljaminevate kõnede ja kajade tagastamise vahel kulunud aega täpselt objekti kauguseni. Kaja intensiivsuse ja helikõrguse kõrvalekalded näitavad olulisi üksikasju sihtmärgi kohta, nagu suund, suurus, kuju ja kiirus. Enamik nahkhiireliike tekitab keerulisi CF- ja FM-kõnede jadasid, mida nad muudavad, sõltuvalt ilmselt elupaiga erinevustest, näiteks avatud alad ja tihe taimestik.

Kuna õhk neelab helilainetes sisalduvat energiat, piirdub kõrgete (lühilaine) helide, näiteks selliste, mis tekivad nahkhiirte asukohas, piirid 50 jalaga või vähem, seega on kajalohevad nahkhiired lühinägelikud. Selle energiakao osaliseks kompenseerimiseks ja nende ulatuse suurendamiseks tekitab enamik nahkhiiri kõrge intensiivsusega helisid kuni 120 detsibelli, mis on sama vali kui suitsuandur, mida hoitakse kõrvast neli tolli. Nende “karjuvate” nahkhiireliikide hulka kuuluvad väike pruun nahkhiir, Myotis lucifugus ja suur pruun nahkhiir, Eptesicus fuscus, mis on levinud Seattle'i naabruskonnas.

Kuidas teevad nahkhiired selliseid valju helisid, ilma et nad ennast kõrvulukustaksid? Vahetult enne nahkhiirte kõri lihaste kokkutõmbumist ultraheli kutsumiseks tõmbuvad keskkõrva spetsiaalsed lihased kokku, eraldades kolm sisekõrva luud (malleus, inus ja klambrid ehk “haamer”, “alas” ja “põrm”), põhjustades hetkeline kurtus. Pärast kõne tegemist keskkõrva lihased lõdvestuvad, taastades nahkhiire kuulmise õigeaegselt, et vastu võtta kajad objektidest, mis asuvad ühe meetri kaugusel.

Aktiivse sonari põhimõte. (Krediit: dr Schorsch / CC BY-SA 3.0.)

Nahkhiirte akustiliste võimete kohta on endiselt palju vastamata küsimusi. Uuringud ehholokatsiooni kohta annavad aga inimestele juba praktilist kasu. Näiteks on sonar (nahkhiire vaatevinklist!) Primitiivne ehholokatsiooni vorm, mida kasutatakse laialdaselt navigeerimiseks, lennukite, laevade, allveelaevade ja rakettide jälgimiseks ning ilmastiku ennustamiseks.

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

MÄRKUS. Seda tükki uuriti, kirjutati ja avaldati bioloogiaosakonna infolehes, kui olin Washingtoni ülikooli zooloogia eriala üliõpilane. Omal ajal oli mul oma veerg, millel oli kindel sõnapiir. Sihtrühmaks olid bioloogia bakalaureuseastmed, eriti need, kes osalesid BIO200 sarja. Ehkki olin mõni aasta tagasi keskkooliõpilane, on paljud asjad sellest ajast alates muutunud: ma ei ole tööle võetud teadlane; ega ma pole lugupeetud teaduskirjanik ja isegi minu koduosakond zooloogia on lakanud olemast.

.

Kas teile meeldib minu kirjutamine? Selle tüki soovitamiseks klõpsake vasakus nurgas rohelist südant. Järgige mind meediumil, et rohkem seda näha.

.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

GrrlScientist on twitteris @GrrlScientist väga aktiivne ja te saate jälgida kogu tema kirjutist, tellides talle TinyLetteri

Algselt avaldati veebis aadressil www.scilogs.com.