Mọi người đều biết rằng dơi và cá heo phát ra sóng siêu âm. Tại sao điều này lại cần thiết và nó hoạt động như thế nào? Hãy xem định vị bằng tiếng vang là gì và nó giúp ích gì cho động vật và thậm chí cả con người.
Định vị bằng tiếng vang là gì
Echolocation, còn được gọi là sóng siêu âm sinh học, là một loại sóng siêu âm sinh học được một số loài động vật sử dụng. Động vật định vị phát ra tín hiệu vào môi trường và lắng nghe tiếng vọng của những cuộc gọi đó được trả lại từ các vật thể khác nhau gần chúng. Họ sử dụng những tiếng vang này để tìm và xác định các đối tượng. Echolocation được sử dụng để điều hướng và kiếm ăn (hoặc săn bắn) trong nhiều môi trường khác nhau.
Nguyên tắc làm việc
Echolocation cũng giống như sonar chủ động, sử dụng âm thanh do chính con vật tạo ra. Đo khoảng cách được thực hiện bằng cách đo thời gian trễ giữa quá trình phát ra âm thanh của chính con vật và bất kỳ tiếng vọng nào trở lại từ môi trường.
Không giống như một số bộ sonar do con người tạo ra dựa vào chùm tia cực hẹp và nhiều bộ thu để xác định vị trí mục tiêu, định vị bằng tiếng vang của động vật dựa trên một bộ phát và hai bộ thumáy thu (tai). Các âm vang trở lại hai tai đến vào những thời điểm khác nhau và ở các mức âm lượng khác nhau, tùy thuộc vào vị trí của vật thể tạo ra chúng. Sự khác biệt về thời gian và âm lượng được động vật sử dụng để nhận biết khoảng cách và phương hướng. Với khả năng định vị bằng tiếng vang, một con dơi hoặc động vật khác không chỉ có thể nhìn thấy khoảng cách đến một vật thể mà còn có thể nhìn thấy kích thước của nó, loại động vật đó và các đặc điểm khác.
Dơi
Dơi sử dụng định vị bằng tiếng vang để định hướng và kiếm ăn, thường ở trong bóng tối hoàn toàn. Chúng thường chui ra khỏi gầm trong hang động, gác mái hoặc trên cây vào lúc hoàng hôn và săn côn trùng. Nhờ khả năng định vị bằng tiếng vang, dơi ở một vị trí rất thuận lợi: chúng săn mồi vào ban đêm khi có nhiều côn trùng, ít cạnh tranh thức ăn hơn và có ít loài có thể tự săn mồi hơn dơi.
Dơi tạo ra sóng siêu âm qua thanh quản của chúng và phát ra âm thanh qua miệng mở của chúng hoặc ít phổ biến hơn là mũi của chúng. Chúng phát ra âm thanh có phạm vi từ 14.000 đến hơn 100.000 Hz, chủ yếu nằm ngoài tai người (phạm vi thính giác điển hình của con người là 20 Hz đến 20.000 Hz). Dơi có thể đánh giá chuyển động của mục tiêu bằng cách giải thích các mẫu tiếng vọng từ một mảng da đặc biệt ở tai ngoài.
Một số loài dơi sử dụng khả năng định vị bằng tiếng vang ở các dải tần số nhất định phù hợp với điều kiện sống và loại con mồi của chúng. Điều này đôi khi được các nhà nghiên cứu sử dụng để xác định các loài dơi sinh sống trong khu vực. Họ chỉ đơn giản làghi lại tín hiệu của chúng bằng cách sử dụng máy ghi siêu âm được gọi là máy dò dơi. Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu từ một số quốc gia đã phát triển thư viện gọi dơi chứa hồ sơ về các loài bản địa.
Động vật biển
Biosonar có giá trị đối với phân nhóm cá voi có răng, bao gồm cá heo, cá heo, cá voi sát thủ và cá nhà táng. Chúng sống trong môi trường sống dưới nước có đặc điểm âm thanh thuận lợi và tầm nhìn cực kỳ hạn chế do độ đục của nước.
Những kết quả đầu tiên quan trọng nhất trong việc mô tả định vị bằng tiếng vang của cá heo đã được William Shevill và vợ là Barbara Lawrence-Shevill đạt được. Họ đã tham gia cho cá heo ăn và một lần nhận thấy rằng họ không thể nhầm lẫn được tìm thấy những mảnh cá lặng lẽ rơi xuống nước. Khám phá này được theo sau bởi một số thí nghiệm khác. Cho đến nay, cá heo được phát hiện sử dụng tần số từ 150 đến 150.000 Hz.
Vị trí của cá voi xanh ít được nghiên cứu hơn nhiều. Cho đến nay, chỉ có giả thiết được đưa ra rằng "bài hát" của cá voi là một cách để định hướng và giao tiếp với họ hàng. Kiến thức này được sử dụng để đếm dân số và theo dõi sự di cư của những loài động vật biển này.
Loài gặm nhấm
Rõ ràng định vị bằng tiếng vang ở động vật biển và dơi, và tại sao chúng cần nó. Nhưng tại sao loài gặm nhấm lại cần nó? Các loài động vật có vú trên cạn duy nhất có khả năng định vị bằng tiếng vang là hai giống chuột chù, chuột cống Madagascar, chuột cống và đá lửa răng cưa. Chúng phát ra một loạt tiếng rít siêu âm. Chúng không chứa phản hồi định vị tiếng vang dội lại và dường như được sử dụng để định hướng không gian đơn giản ở khoảng cách gần. Không giống như dơi, chuột chù chỉ sử dụng khả năng định vị bằng tiếng vang để nghiên cứu môi trường sống của con mồi chứ không phải để săn mồi. Ngoại trừ những vật thể lớn và do đó có độ phản chiếu cao (chẳng hạn như tảng đá lớn hoặc thân cây), chúng có thể không có khả năng làm sáng tỏ những cảnh dội âm.
Những Công cụ Tìm Sonar Tài năng nhất
Bên cạnh những động vật được liệt kê, còn có những loài khác có khả năng định vị bằng tiếng vang. Đây là một số loài chim và hải cẩu, nhưng những loài tạo âm vang tinh vi nhất là cá và chao đèn. Trước đây, các nhà khoa học coi dơi là loài có khả năng sinh tồn cao nhất, nhưng trong những thập kỷ gần đây, rõ ràng là không phải như vậy. Môi trường không khí không có lợi cho việc định vị bằng tiếng vang - không giống như nước, trong đó âm thanh phân kỳ nhanh hơn năm lần. Sóng siêu âm của cá là cơ quan của đường bên, cảm nhận các dao động của môi trường. Được sử dụng cho cả điều hướng và săn bắn. Một số loài cũng có cơ quan cảm nhận điện để thu nhận các dao động điện. Định vị bằng tiếng vang của cá là gì? Nó thường đồng nghĩa với sự sống còn. Cô ấy giải thích cách cá mù có thể sống đến già mà không cần nhìn.
Định vị ở động vật đã giúp giải thích khả năng tương tự ở người khiếm thị và người mù. Họ điều hướng trong không gian với sự trợ giúp của âm thanh nhấp chuột mà họ tạo ra. Các nhà khoa học nói rằng những âm thanh ngắn như vậy phát ra sóngcó thể được so sánh với ánh sáng của đèn pin. Hiện tại, có quá ít dữ liệu để phát triển theo hướng này, vì sonar có khả năng giữa mọi người là rất hiếm.
