Люди обладают способностью к эхолокации, пробудить которую можно за 10 недель

С широко закрытыми глазами

Биологический гидролокатор (биосонар) обнаружили в середине XX века у летучих мышей. Чуть позже подтвердилось, что такая опция есть еще у нескольких видов животных. Братья меньшие используют ее для поиска пищи и охоты, навигации на глубине и в темноте. 

Секретный фарватер

Начнем с того, что появление эхолокации наука затрудняется объяснить из-за отсутствия четких критериев. Допустим, что она возникла эволюционно в качестве альтернативы зрению у существ, обитающих в пещерах и океанских глубинах. Логика прослеживается: не имея возможности в полной мере использовать для ориентации световые волны, они работают с ультразвуковыми. Однако почему эхолокация есть у летучих мышей и некоторых видов землероек, но отсутствует у кротов? То же самое касается морских обитателей. Дельфины и киты, так сказать, технически ничем не лучше глубоководных рыб (среди которых есть довольно крупные экземпляры). На дне морских каньонов (например, Марианского желоба) обитают организмы, не видящие света белого от рождения и до смерти. А у них биосонаров нет. Если же добавить, что все виды, использующие эхолокацию, имеют общие специфические изменения в наборе из 18 генов, связанных с развитием ганглиев улитки (группа нейронных клеток, ответственных за передачу информации от уха в мозг), то загадок становится еще больше. 

Как это работает

Чтобы использовать эхолокацию, животное должно произвести какой-либо звуковой импульс. Обычно это высокие или ультразвуковые писки либо щелчки. Способ транслирования сигналов разнится в зависимости от физиологии. ­

Например, у летучей мыши есть мускулы, позволяющие формировать ультразвук, дельфины и киты издают щелчки через носовые ходы, как бы вдувая звук в воду. 

Далее процесс одинаков: животное прислушивается к эху звуковых волн, отражающихся от объектов. При этом каждый вид автоматически настроен, так сказать, на свою волну. Например, для кита эхо ультразвука летучей мыши полезной информации не несет и наоборот. 

Анализом отраженных сигналов занимается мозг, и это очень сложный процесс. Основные принципы можно переложить на текстовой вариант, но звучать это будет несколько убого. Например, если звук возвращается быстро, значит, объект близко, если медленно — далеко. Если звук эха сильный, значит, объект большой, слабый — маленький. Объект, движущийся навстречу, создает более высокий тон эха, а тот, что, наоборот, удаляется, — низкий. В целом понятно, но, согласитесь, целостной картины из этого набора мы с вами создать не в состоянии. А все потому, что наш вид использует для ориентации преобразование световых волн (таким образом мы видим предметы, различаем цвета и так далее). Однако, как это ни удивительно, в экстренных случаях мы тоже можем использовать эхолокацию. Только не ульразвуковую, а просто звуковую. Каждому свое, как говорится. 

Щелк, щелк — прием!

Как уже установила наука, организм человека обладает огромным количеством самых разнообразных фишек. Например, компенсаторными реакциями, позволяющими быстро приспосабливаться к любой ситуации. Простейший пример: у слепых сильно развиты слух и обоняние, обострены тактильные ощущения. Кстати, ни одно существо на планете, кроме Homo sapiens, такими сверхспособностями не обладает. Причина в высокоразвитом мозге. В информационном вакууме серым клеточкам некомфортно, они хотят быть в курсе всех событий. Так вот, эхолокация у человека — компенсаторная реакция из-за потери зрения. У слепых источником звука служит стучание тростью, топанье ногой, а также щелканье языком или специальным устройством. 

Впрочем, эксперимент, проведенный группой ученых Даремского университета (Великобритания), показал, что обучиться эхолокации можно, даже если у вас со зрением все в порядке. Нужно всего лишь обмануть мозг. Для того чтобы это доказать, исследователи привлекли группу добровольцев. Результаты эксперимента были опубликованы в научном журнале PLOS One. Итак, людей обучали сканировать пространство при помощи цоканья языком, прислушиваться к отраженному эху и делать выводы. В частности, определять размер и форму комнаты, находящихся в ней предметов, учиться перемещаться, не задевая их. Через 2,5 месяца они действительно были на такие подвиги способны. Что в очередной раз подтверждает, насколько пластичен наш мозг — то есть способен приноровиться к любым условиям существования. Еще бы научил, как углекислым газом дышать, и можно спокойно на Марс отправляться. 

Ошибка навигации

Летучие мыши — воздушные асы, в удивительных способностях которых не принято сомневаться. При помощи ультразвукового эхолокатора мышка может «разглядеть» даже тоненькую ветку или натянутый провод. И легко пролететь в миллиметрах от них, не задев. Однако в поведении этих существ уже достаточно давно была замечена одна странность. 

Мертвых или как минимум сильно пострадавших летучих мышей часто находят на земле рядом с городскими зданиями — рукокрылые буквально впечатываются в них на полной скорости. Даже несмотря на малый вес, такой маневр в большинстве случаев смертелен, потому что скелет у мышек очень хрупкий. И поскольку биолокация у них развита на зависть всем, явное пикирование в бетонную стену смахивает на попытку суицида. Но с какой стати? Одно время причиной нелепого поведения считались искажения магнитных полей (как в случае с массовыми выбрасываниями на берег китов и дельфинов). К тому же в условиях города на природные аномалии накладывается какофония электромагнитных, радио- и прочих волн, из-за которых животные теряют ориентацию. Но группа ученых Общества научных исследований Макса Планка опубликовала статью в Science, где выдвинула еще одну версию. Причина в том, что ночные летуны в некоторых случаях, что называется, в упор не видят ровные поверхности. И чем ровней препятствие — тем хуже для рукокрылого. Злую шутку играют именно эхолокатор и законы физики. 

Если объяснять просто, то сигнал, посылаемый мышью, отражается от различных объектов (деревьев, земли, добычи и так далее). По большей части он «уходит в молоко», а животное ориентируется на ту часть эха, которая возвращается обратно. Но этот принцип работает только тогда, когда отражающая поверхность неровная (понятное дело — в природе идеально отшлифованных стенок нет). Если на пути оказывается современное здание — смесь стекла, металла, гладкого мрамора и так далее, то в точном соответствии с законами физики (угол падения равен углу отражения) эхо рикошетит в сторону. То есть мышь его не слышит и уверена, что впереди пустое пространство. Шанс избежать смерти только один — если зверек летит на препятствие, что называется, в лоб и по абсолютно прямой траектории. В этом случае сигнал идет перпендикулярно поверхности и отражается четко в направлении источника. 

bebenina@sb.by
Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter