Возникновение и формирование эхолокации у животных

Существующие специализированные эхолокаторы

Среди существующих специализированных эхолокаторов самыми примитивными являются звуковые локационные системы пещерных птиц и крыланов-роузетусов, которые могут служить примером результата независимого развития одного и того же признака, в данном случае функции эхолокации, у представителей разных классов позвоночных животных. Пещерные птицы и роузетусы используют в качестве локационных сигналов щелчки, основная энергия которых сосредоточена в слышимом диапазоне частот. Щелчки эти издаются простым механическим способом - прищелкиванием клювом или языком. Звуковые сигналы обусловливают низкую разрешающую способность таких локационных систем. По-видимому, на этом, новом, этапе развития звуковой ориентации в пространстве они выполняют единственную функцию, а именно служат для обнаружения крупных препятствий и оценки расстояния до них. В комплексе различных органов чувств эхолокация у этих животных играет лишь соподчиненную роль при хорошо развитом зрении.

Наибольшего совершенства эхолокационная функция достигла у рукокрылых в подотряде летучих мышей и у китообразных в подотряде зубатых китов. Качественным отличием их эхолокации от таковой у птиц и крыланов следует признать использование ультразвукового диапазона частот. И хотя ультразвук из-за большого поглощения распространяется на меньшие расстояния, чем звук, для эхолокации он имеет большое преимущество. Дело в том, что малая длина его волны создает благоприятные условия для получения весьма четких отражений даже от небольших предметов, которые огибаются звуковыми волнами слышимого диапазона частот. Кроме того, ультразвук можно излучать узким, почти параллельным пучком волн, что позволяет максимально концентрировать звуковую энергию в нужном направлении и тем самым увеличивать дальность эхолокации.

Переход локационных сигналов на ультразвуковой диапазон объясняется, по-видимому, необходимостью охотящегося животного обнаруживать, преследовать и захватывать мелкую, быстро перемещающуюся добычу: летучие мыши ловят насекомых, дельфины - рыбу. Таким образом, охоту за подвижной добычей в условиях ограниченной видимости следует признать еще одной причиной становления ультразвуковой эхолокации у животных. Ведь не случайно, что в каждом таком отряде, некоторые представители которых используют эхолокацию, имеются большие группы видов (подотряды), у которых акустический способ ориентации отсутствует. И несмотря на общее происхождение со своими эхолоцирующими сородичами, ни остальные крыланы, ни усатые киты не используют активную локацию. Нельзя не обратить внимание и на то, что как одни, так и другие питаются так сказать стационарной пищей, крыланы - плодами, усатые киты - планктоном. Таким образом, весьма вероятно предположить, что развитие способности к ультразвуковому лоцированию у животных тесно связано с поиском подвижной добычи.

Итак, по нашим представлениям, возникновение эхолокации стало возможным лишь после освоения животными трехмерного пространства - воздушной или водной среды. В таких условиях оптические и другие имевшиеся у животных средства не обеспечивали им получения полноценной для их существования информации. В своем развитии биологические локаторы прошли длительный путь от непроизвольной локации с использованием обычных коммуникационных звуков до весьма целенаправленного использования ультразвуковых сигналов.