बल्ला. अल्ट्रासाउंड और चमगादड़ चमगादड़ की संरक्षण स्थिति

चमगादड़ आमतौर पर गुफाओं में विशाल झुंडों में रहते हैं, जिसमें वे पूर्ण अंधेरे में भी पूरी तरह से नेविगेट कर सकते हैं। गुफा के अंदर और बाहर उड़ते हुए, प्रत्येक चूहा हमारे लिए अश्रव्य ध्वनि बनाता है। हजारों चूहे एक ही समय में ये आवाजें निकालते हैं, लेकिन यह उन्हें पूरी तरह से अंधेरे में अंतरिक्ष में खुद को उन्मुख करने और एक-दूसरे से टकराए बिना उड़ने से नहीं रोकता है। चमगादड़ पूर्ण अंधकार में भी बाधाओं से टकराए बिना आत्मविश्वास से क्यों उड़ सकते हैं? अद्भुत संपत्तिये रात्रिचर जानवर - दृष्टि की सहायता के बिना अंतरिक्ष में नेविगेट करने की क्षमता - अल्ट्रासोनिक तरंगों को उत्सर्जित करने और पकड़ने की उनकी क्षमता से जुड़ी हुई है।

यह पता चला कि उड़ान के दौरान माउस लगभग 80 kHz की आवृत्ति पर छोटे सिग्नल उत्सर्जित करता है, और फिर परावर्तित प्रतिध्वनि संकेत प्राप्त करता है जो पास की बाधाओं और पास में उड़ने वाले कीड़ों से आते हैं।

किसी बाधा द्वारा सिग्नल को प्रतिबिंबित करने के लिए, इस बाधा का सबसे छोटा रैखिक आकार भेजी गई ध्वनि की तरंग दैर्ध्य से कम नहीं होना चाहिए। अल्ट्रासाउंड के उपयोग से छोटी वस्तुओं का पता लगाया जा सकता है, जिन्हें कम ध्वनि आवृत्तियों का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक संकेतों का उपयोग इस तथ्य के कारण होता है कि जैसे-जैसे तरंग दैर्ध्य घटता है, विकिरण की दिशात्मकता का एहसास अधिक आसानी से होता है, और यह इकोलोकेशन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

माउस लगभग 1 मीटर की दूरी पर किसी विशेष वस्तु पर प्रतिक्रिया करना शुरू कर देता है, जबकि माउस द्वारा भेजे गए अल्ट्रासोनिक संकेतों की अवधि लगभग 10 गुना कम हो जाती है, और उनकी पुनरावृत्ति दर प्रति सेकंड 100-200 पल्स (क्लिक) तक बढ़ जाती है। अर्थात्, किसी वस्तु पर ध्यान देने पर, माउस अधिक बार क्लिक करना शुरू कर देता है, और क्लिक स्वयं छोटे हो जाते हैं। इस तरह से एक चूहा सबसे छोटी दूरी लगभग 5 सेमी का पता लगा सकता है।

शिकार की वस्तु के पास पहुंचते समय, चमगादड़ अपनी गति की दिशा और परावर्तित संकेत के स्रोत की दिशा के बीच के कोण का अनुमान लगाता है और उड़ान की दिशा बदल देता है ताकि यह कोण छोटा और छोटा हो जाए।

क्या कोई चमगादड़, 80 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ सिग्नल भेजकर, 1 मिमी मिज का पता लगा सकता है? हवा में ध्वनि की गति 320 मीटर/सेकेंड मानी जाती है। अपना उत्तर स्पष्ट करें.

फॉर्म का अंत

फॉर्म की शुरुआत

अल्ट्रासोनिक इकोलोकेशन के लिए, चूहे एक आवृत्ति वाली तरंगों का उपयोग करते हैं

1) 20 हर्ट्ज से कम

2) 20 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़

3) 20 kHz से अधिक

4) कोई भी आवृत्ति

फॉर्म का अंत

फॉर्म की शुरुआत

अंतरिक्ष में पूरी तरह से नेविगेट करने की क्षमता जुड़ी हुई है चमगादड़उत्सर्जित करने और प्राप्त करने की उनकी क्षमता के साथ

1) केवल इन्फ्रासोनिक तरंगें

2) केवल ध्वनि तरंगें

3) केवल अल्ट्रासोनिक तरंगें

4) ध्वनि और अल्ट्रासोनिक तरंगें

ध्वनि रिकार्डिंग

ध्वनियों को रिकॉर्ड करने और फिर उन्हें बजाने की क्षमता की खोज 1877 में अमेरिकी आविष्कारक टी.ए. द्वारा की गई थी। एडिसन. ध्वनियों को रिकॉर्ड करने और चलाने की क्षमता के कारण, ध्वनि सिनेमा प्रकट हुआ। संगीत, कहानियों और यहां तक ​​कि पूरे नाटकों को ग्रामोफोन या ग्रामोफोन रिकॉर्ड पर रिकॉर्ड करना ध्वनि रिकॉर्डिंग का एक लोकप्रिय रूप बन गया।

चित्र 1 एक यांत्रिक ध्वनि रिकॉर्डिंग उपकरण का सरलीकृत आरेख दिखाता है। किसी स्रोत (गायक, ऑर्केस्ट्रा, आदि) से ध्वनि तरंगें स्पीकर 1 में प्रवेश करती हैं, जिसमें एक पतली लोचदार प्लेट 2, जिसे झिल्ली कहा जाता है, तय होती है। ध्वनि तरंग के प्रभाव में झिल्ली कंपन करती है। झिल्ली के कंपन इससे जुड़े कटर 3 तक प्रेषित होते हैं, जिसकी नोक घूर्णन डिस्क 4 पर एक ध्वनि नाली खींचती है। ध्वनि नाली डिस्क के किनारे से उसके केंद्र तक एक सर्पिल में घूमती है। यह चित्र एक आवर्धक कांच के माध्यम से देखे गए रिकॉर्ड पर ध्वनि खांचे की उपस्थिति को दर्शाता है।

जिस डिस्क पर ध्वनि रिकॉर्ड की जाती है वह एक विशेष नरम मोम सामग्री से बनी होती है। गैल्वेनोप्लास्टिक विधि का उपयोग करके इस मोम डिस्क से एक तांबे की प्रतिलिपि (क्लिच) हटा दी जाती है। इसमें गुजरते समय इलेक्ट्रोड पर शुद्ध तांबे का जमाव शामिल होता है विद्युत धाराइसके लवणों के घोल के माध्यम से। फिर तांबे की प्रति को प्लास्टिक डिस्क पर अंकित किया जाता है। इस प्रकार ग्रामोफोन रिकॉर्ड बनाये जाते हैं।

ध्वनि बजाते समय, ग्रामोफोन रिकॉर्ड को ग्रामोफोन झिल्ली से जुड़ी एक सुई के नीचे रखा जाता है, और रिकॉर्ड घुमाया जाता है। रिकॉर्ड के लहरदार खांचे के साथ चलते हुए, सुई का सिरा कंपन करता है, और झिल्ली उसके साथ कंपन करती है, और ये कंपन रिकॉर्ड की गई ध्वनि को काफी सटीक रूप से पुन: पेश करते हैं।

यंत्रवत् ध्वनि रिकॉर्ड करते समय, ट्यूनिंग कांटा का उपयोग किया जाता है। ट्यूनिंग फ़ोर्क के बजने के समय को 2 गुना बढ़ाकर

1) ध्वनि ग्रूव की लंबाई 2 गुना बढ़ जाएगी

2) ध्वनि खांचे की लंबाई 2 गुना कम हो जाएगी

3) ध्वनि खांचे की गहराई 2 गुना बढ़ जाएगी

4) ध्वनि खांचे की गहराई 2 गुना कम हो जाएगी

फॉर्म का अंत

2. आणविक भौतिकी

सतही तनाव

हमारे आस-पास रोजमर्रा की घटनाओं की दुनिया में एक ताकत काम कर रही है जिस पर आमतौर पर ध्यान नहीं दिया जाता है। यह बल अपेक्षाकृत छोटा है, इसकी क्रिया से शक्तिशाली प्रभाव नहीं पड़ता है। हालाँकि, हम एक गिलास में पानी नहीं डाल सकते हैं, हम सतह तनाव बल नामक बलों को क्रियान्वित किए बिना इस या उस तरल के साथ कुछ भी नहीं कर सकते हैं। ये बल प्रकृति और हमारे जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उनके बिना, हम फाउंटेन पेन से नहीं लिख सकते थे; सारी स्याही तुरंत बाहर निकल जाती थी। हाथों पर साबुन लगाना असंभव होगा क्योंकि झाग नहीं बन पाएगा। हल्की बारिश ने हमें भिगो दिया होगा। उल्लंघन होगा जल व्यवस्थामिट्टी, जो पौधों के लिए विनाशकारी होगी। चोट लगेगी महत्वपूर्ण कार्यहमारा शरीर.

सतह तनाव बलों की प्रकृति को समझने का सबसे आसान तरीका खराब बंद या दोषपूर्ण पानी के नल से है। बूंद धीरे-धीरे बढ़ती है, समय के साथ एक संकुचन बनता है - एक गर्दन, और बूंद टूट जाती है।

ऐसा प्रतीत होता है कि पानी एक इलास्टिक बैग में बंद है और जब गुरुत्वाकर्षण बल इसकी ताकत से अधिक हो जाता है तो यह बैग टूट जाता है। वास्तव में, बेशक, बूंद में पानी के अलावा कुछ भी नहीं है, लेकिन पानी की सतह परत स्वयं एक फैली हुई लोचदार फिल्म की तरह व्यवहार करती है।

साबुन के बुलबुले की फिल्म से भी यही प्रभाव उत्पन्न होता है। यह बच्चों की गेंद की पतली फैली हुई रबर जैसा दिखता है। यदि आप सावधानी से सुई को पानी की सतह पर रखते हैं, तो सतह की फिल्म मुड़ जाएगी और सुई को डूबने से बचाएगी। इसी कारण से, वॉटर स्ट्राइडर पानी में गिरे बिना उसकी सतह पर सरक सकते हैं।

सिकुड़ने की अपनी इच्छा में, यदि गुरुत्वाकर्षण नहीं होता तो सतह फिल्म तरल को एक गोलाकार आकार देती। बूंद जितनी छोटी होगी, गुरुत्वाकर्षण की तुलना में सतह तनाव बलों की भूमिका उतनी ही अधिक होगी। इसलिए, छोटी बूंदें एक गेंद के आकार के करीब होती हैं। मुक्त गिरावट के दौरान, भारहीनता की स्थिति उत्पन्न होती है, और इसलिए रेनड्रॉप्सलगभग सख्ती से गोलाकार. अपवर्तन के कारण सूरज की किरणेंइन बूंदों में एक इंद्रधनुष दिखाई देता है।

सतही तनाव का कारण अंतरआण्विक अंतःक्रिया है। तरल अणु तरल अणुओं और वायु अणुओं की तुलना में एक दूसरे के साथ अधिक मजबूती से संपर्क करते हैं, इसलिए तरल की सतह परत के अणु एक दूसरे के करीब आते हैं और तरल में गहराई तक गोता लगाते हैं। यह तरल को एक ऐसा आकार लेने की अनुमति देता है जिसमें सतह पर अणुओं की संख्या न्यूनतम होगी, और एक गोले में किसी दिए गए आयतन के लिए न्यूनतम सतह क्षेत्र होता है। द्रव की सतह सिकुड़ती है और इसके परिणामस्वरूप सतह तनाव उत्पन्न होता है।

हम केवल पंखों की सरसराहट सुनते हैं, लेकिन वास्तव में, भूमिगत मठ में एक राक्षसी गायन की आवाज़ सुनाई देती है... जान लिंडब्लाड। होत्ज़िन की भूमि में

क्या आप उस भयानक शोर की कल्पना कर सकते हैं जो आप पर होगा यदि आप अचानक अपने आप को हजारों हवाई जहाजों के बीच पाते हैं जिनके इंजन पूरी शक्ति से चल रहे हैं? ऐसी स्थिति की कल्पना करना शायद बहुत मुश्किल है. लेकिन आइये थोड़ी कल्पना करें. आरंभ करने के लिए, मान लें कि आप स्वयं को चमगादड़ों से भरी गुफा में पाते हैं (हालाँकि, यह अभी तक कोई कल्पना नहीं है)। अब मान लीजिए कि, एक बार एक गुफा में, आपने अचानक अल्ट्रासोनिक रेंज में सिग्नल सुनने की क्षमता हासिल कर ली, यानी जिनकी आवृत्ति 20 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर है। अगर ये सब हुआ तो शायद आपको काफी सहना पड़ेगा असहजता. आप बस उस भयानक दहाड़ से बहरे हो जाएंगे, जिसका स्रोत गुफा के छोटे पंखों वाले निवासी थे। तथ्य यह है कि जानवर के सिर से 10 सेंटीमीटर की दूरी पर चमगादड़ की कई प्रजातियों की अल्ट्रासोनिक कॉल की मात्रा 110-120 डेसिबल तक पहुंच जाती है। एक विमान का इंजन लगभग समान शोर पैदा करता है, लेकिन श्रव्य आवृत्ति रेंज में, 1 मीटर की दूरी पर। तुलना के लिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 130 डेसिबल और उससे अधिक का वॉल्यूम स्तर किसी व्यक्ति में दर्द का कारण बनता है।

चमगादड़ की ऐसी गगनभेदी चीख निकालने की अद्भुत क्षमता को समझाने से पहले, आइए हम अल्ट्रासाउंड के कुछ गुणों को याद करें।

अल्ट्रासाउंड की ख़ासियतों में से एक यह है कि इसे लगभग समानांतर संकीर्ण किरण में उत्सर्जित किया जा सकता है, जबकि श्रव्य सीमा में ध्वनियाँ आमतौर पर सभी दिशाओं में उत्सर्जित होती हैं। अल्ट्रासाउंड के इस गुण को सामान्य तरंग विवर्तन के दृष्टिकोण से समझाया जा सकता है।

अल्ट्रासोनिक बीम उत्पन्न करने की क्षमता आपको सिग्नल ऊर्जा को केंद्रित करने की अनुमति देती है विशिष्ट स्थान. अल्ट्रासाउंड की तीव्रता कंपन की आवृत्ति के वर्ग के अनुपात में बढ़ती है, और इसलिए, आवृत्ति बढ़ाकर, अत्यधिक ताकत वाले अल्ट्रासाउंड अपेक्षाकृत आसानी से प्राप्त किए जा सकते हैं। तथापि बड़ी संख्यामाध्यम से गुजरने पर अल्ट्रासोनिक ऊर्जा नष्ट हो जाती है, और इसलिए सिग्नल जल्दी से क्षीण हो जाता है।

जो कुछ भी कहा गया है, उससे यह स्पष्ट है कि चमगादड़ इतनी आसानी से तीव्र, अत्यधिक दिशात्मक संकेत उत्सर्जित करने में सक्षम क्यों हैं। यह भी स्पष्ट है कि कम तीव्रता के सिग्नल हवा में खो जाएंगे, जिससे जानवरों को अंतरिक्ष में अभिविन्यास के अद्भुत तरीकों में से एक - इकोलोकेशन का उपयोग करने का अवसर नहीं मिलेगा।

चमगादड़ लंबे समय से जानवरों के इकोलोकेशन का अध्ययन करने के लिए एक क्लासिक वस्तु बन गए हैं, और उनके "सोनार" शायद "प्रकृति के पेटेंट" के बारे में विभिन्न लेखों और प्रकाशनों का सबसे लोकप्रिय विषय बन गए हैं। खोज का इतिहास, या यूँ कहें कि इकोलोकेशन का शोध लगभग 200 साल पुराना है और 18वीं सदी के 90 के दशक का है।

इटली के पाविया शहर के विश्वविद्यालय में प्रोफेसर लाज़ारो स्पैलानज़ानी तब युवा नहीं थे जब उन्हें पहली बार रात के जानवरों की अंधेरे में अपना रास्ता खोजने की क्षमता में दिलचस्पी हुई। अपने सहयोगियों के बीच, उस समय तक वैज्ञानिक प्राकृतिक विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में अपने कार्यों के लिए काफी प्रसिद्ध थे।

स्पैलनज़ानी ने अपना पहला प्रयोग 1793 में किया। सबसे पहले, उन्होंने स्थापित किया कि चमगादड़ एक अंधेरे कमरे में स्वतंत्र रूप से घूमते हैं, जिसमें उल्लू जैसे सतर्क रात्रिचर जानवर भी असहाय होते हैं। स्पैलनज़ानी ने फैसला किया कि पूरा रहस्य चमगादड़ों की अत्यधिक दृश्य तीक्ष्णता में निहित है, जो उन्हें पूर्ण अंधेरे में नेविगेट करने की अनुमति देता है। अपनी धारणा का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने कई चमगादड़ों को अंधा कर दिया और उन्हें जंगल में छोड़ दिया। दृष्टि से वंचित होकर, जानवर खूबसूरती से उड़ते थे और कीड़े भी पकड़ लेते थे।

स्पल्लानज़ानी को विश्वास था कि चमगादड़ों में अब तक अज्ञात भावना थी, उन्होंने तुरंत अपने वैज्ञानिक सहयोगियों को पत्र भेजकर प्रयोगों को दोहराने और उन्हें परिणामों के बारे में सूचित करने के लिए कहा। उनमें से कई ने स्पैलनजानी के शोध की सत्यता की पुष्टि की। लेकिन स्विस प्रकृतिवादी चार्ल्स ज्यूरिन ने स्पैलनजानी द्वारा वर्णित प्रयोगों को दोहराते हुए यहीं नहीं रुके और चमगादड़ों के रहस्यों को उजागर करने की दिशा में एक और कदम उठाया। यह पता चला कि यदि आप जानवरों के कानों को मोम से ढक देते हैं, तो वे: बाधाओं से टकराने लगते हैं। ज़ुरिन ने निष्कर्ष निकाला: चमगादड़ "अपने कानों से देखते हैं।"

फ्लाइंग फॉक्स (पेरोपस)

स्पैलनज़ानी ने ज़ुरिन के प्रयोगों की जाँच की और, उनकी विश्वसनीयता के बारे में आश्वस्त होकर, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि चमगादड़: एक चूहा बिना दृष्टि के ठीक काम कर सकता है, लेकिन सुनने की हानि अनिवार्य रूप से उसे मृत्यु की ओर ले जाती है। हालाँकि, स्पल्लानज़ानी जानवरों की सुनने की क्षमता का उपयोग करके नेविगेट करने की क्षमता के लिए एक ठोस स्पष्टीकरण देने में असमर्थ थे। उनके निष्कर्षों को जल्द ही खारिज कर दिया गया और बाद में पूरी तरह से भुला दिया गया! उनके विचारों के विरोधियों ने "श्रवण" सिद्धांत का मज़ाक उड़ाते हुए मज़ाक में पूछा: "यदि चमगादड़ अपने कानों से देखते हैं, तो क्या वे अपनी आँखों से नहीं सुनते?"

उस समय के सबसे महान फ्रांसीसी वैज्ञानिक, जॉर्जेस क्यूवियर ने ज्यूरिन और स्पैलनज़ानी के निष्कर्षों को कुचलते हुए, अपना स्वयं का अनुमान सिद्धांत सामने रखा। उनकी राय में, चमगादड़ के पंख अत्यधिक संवेदनशील होते हैं और पंख और बाधा के बीच बनने वाले हवा के मामूली संघनन का भी पता लगा सकते हैं। क्यूवियर की इस परिकल्पना, जिसे "स्पर्शीय सिद्धांत" कहा जाता है, कई वैज्ञानिकों द्वारा मान्यता प्राप्त थी और 100 से अधिक वर्षों से विज्ञान में मौजूद थी। इस पूरी अवधि के दौरान चमगादड़ों की दिशा से संबंधित सवालों में एक भी नया तथ्य नहीं जोड़ा गया। इस तथ्य के बावजूद कि कुछ शोधकर्ताओं ने कभी-कभी "श्रवण सिद्धांत" की चिंता को याद किया, उनके प्रयोग उन प्रयोगों से आगे नहीं बढ़े जो स्पैलनज़ानी और ज्यूरिन द्वारा पहले ही किए जा चुके थे।

इस सदी की शुरुआत में, ट्रान्साटलांटिक लाइनर टाइटैनिक के साथ दुखद घटना के बाद, कई वैज्ञानिकों ने एक ऐसा उपकरण बनाने के लिए अपना दिमाग लगाना शुरू कर दिया जो हिमखंड के पास आने पर जहाज को एक संकेत प्रदान करेगा। प्रसिद्ध अमेरिकी आविष्कारक हीराम मैक्सिम, जिनका नाम हाई-स्पीड मशीन गन को दिया गया है, इस समस्या से अलग नहीं रहे। मैक्सिम यह सुझाव देने वाले पहले व्यक्ति थे कि चमगादड़ उड़ान में ध्वनि स्थान का उपयोग करते हैं, और उन्होंने अदृश्य वस्तुओं का पता लगाने के लिए एक उपकरण में इकोलोकेशन के सिद्धांत को लागू करने का प्रस्ताव रखा। मैक्सिम की गलती यह थी कि उसने मान लिया था कि चमगादड़ों में कम इन्फ्रासोनिक आवृत्तियों के ओरिएंटेशन सिग्नल होते हैं, जो मानव कान के लिए श्रव्य नहीं होते हैं। आविष्कारक के अनुसार ऐसी ध्वनियों का स्रोत जानवरों के फड़फड़ाते पंख हो सकते हैं।

प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी लैंग्विन को अल्ट्रासाउंड जनरेटर का उपयोग करके पानी के नीचे की वस्तुओं का पता लगाने के लिए एक उपकरण के निर्माण के लिए पेटेंट प्राप्त हुआ। 1920 में, लैंग्विन के काम से अवगत अंग्रेजी न्यूरोफिज़ियोलॉजिस्ट हार्ट्रिज ने परिकल्पना की कि चमगादड़ में इकोलोकेशन का तंत्र संभवतः अल्ट्रासाउंड के उपयोग पर आधारित था। हालाँकि, परिकल्पना परिकल्पना ही रही, क्योंकि कोई प्रायोगिक पुष्टि नहीं की गई थी।

मामला आख़िरकार 1938 में ही स्पष्ट हो सका। खोज में निर्णायक भूमिका विभिन्न विज्ञानों - भौतिकी और जीव विज्ञान के प्रतिनिधियों के सहयोग ने निभाई। कुछ समय पहले, हार्वर्ड विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग की प्रयोगशाला में, प्रोफेसर पियर्स ने उच्च-आवृत्ति ध्वनियों को मानव कान से सुनाई देने वाली कम आवृत्ति के कंपन में परिवर्तित करने के लिए एक उपकरण का निर्माण किया था। ध्वनि डिटेक्टर के अस्तित्व के बारे में जानने के बाद - यह इस उपकरण का नाम था - उसी विश्वविद्यालय में जीव विज्ञान के छात्र, डोनाल्ड ग्रिफिन, एक दिन पियर्स की प्रयोगशाला में चमगादड़ों से भरा एक पिंजरा ले आए। ये छोटे भूरे चमगादड़ और बड़े भूरे चमड़े के चमगादड़ थे, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में व्यापक थे। जब डिटेक्टर के माइक्रोफोन को सेल की ओर इंगित किया गया, तो लाउडस्पीकर से वैज्ञानिकों की ओर कर्कश ध्वनि की एक गगनभेदी धारा आई। यह पूरी तरह से स्पष्ट हो गया है कि चमगादड़ एक आवृत्ति रेंज में संकेत उत्सर्जित करते हैं जो मानव श्रवण सीमा से ऊपर होती है।

पियर्स के उपकरण को इस तरह से डिज़ाइन किया गया था कि, यदि आवश्यक हो, तो ध्वनियों की आवृत्ति वितरण स्थापित करना संभव हो सके। शोध करते समय, ग्रिफिन और पियर्स ने पाया कि उड़ान के दौरान चमगादड़ों द्वारा उत्सर्जित ध्वनियों की आवृत्ति 30 से 70 किलोहर्ट्ज़ तक होती है, और उच्चतम तीव्रता के संकेत 45 से 50 किलोहर्ट्ज़ की सीमा तक पहुँचते हैं। इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने पाया है कि जानवर लगातार ध्वनियाँ नहीं निकालते हैं, बल्कि 1-2 मिलीसेकेंड तक चलने वाली छोटी तरंगों के रूप में निकालते हैं।

इसके तुरंत बाद, ग्रिफिन और गैलाम्बोस ने प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की, जिसमें उन्होंने साबित किया कि न केवल कान बंद करके, बल्कि उसका मुंह भी कसकर बंद करके बाधाओं के बीच अच्छी तरह से नेविगेट करने की क्षमता से चमगादड़ को वंचित करना संभव है। इन प्रयोगों ने चमगादड़ों में अल्ट्रासोनिक संकेतों की उपस्थिति और अंतरिक्ष में अभिविन्यास में उनके उपयोग के बारे में हार्ट्रिज द्वारा व्यक्त की गई परिकल्पना की पुष्टि की।

ओविड द्वारा "मेटामोर्फोसोज़" में एक सुंदर पौराणिक कथा एक युवा अप्सरा के बारे में बताई गई है, जिसे एक दिन एक युवा और बहुत सुंदर युवक नार्सिसस से प्यार हो गया। हालाँकि, वह उसके प्रति उदासीन रहा और अपनी सुंदर छवि के प्रतिबिंब की प्रशंसा करने के लिए अपना सारा समय पानी की ओर झुककर बिताना पसंद करता था। अंत में, उसने अपनी छवि को गले लगाने का फैसला किया, नदी में गिर गया और डूब गया। निराशा में अप्सरा पागल हो गई। उसकी आवाज, हर जगह घूमती हुई, जंगलों और पहाड़ों में सभी रोने का जवाब देती है।

टॉमिस के कैदी ओविड ने यह नहीं सोचा था कि कोमल अप्सरा की "गूंज" और चमगादड़ की रात्रि प्रजाति के बीच एक गुप्त संबंध स्थापित किया जाएगा।

पहला कदम इतालवी वैज्ञानिक लाज़ारो स्पैलानज़ानी ने उठाया था, जिन्होंने 1783 की गर्मियों में सैकड़ों बार घंटी टॉवर का दौरा किया था। कैथेड्रलपडुआ में, अत्यंत करने के लिए दिलचस्प प्रयोगमंदिर की तिजोरी की धूल भरी कगार पर गुच्छों में लटके चमगादड़ों के साथ। सबसे पहले, उसने छत और फर्श के बीच कई पतले धागे खींचे, फिर उसने कई चमगादड़ों को हटाया, उनकी आँखों को मोम से ढक दिया और उन्हें जाने दिया। अगले दिन मैंने चमगादड़ों को उनकी आँखें बंद करके पकड़ा और यह देखकर आश्चर्यचकित रह गया कि उनका पेट मच्छरों से भरा हुआ था। इसलिए, इन जानवरों को कीड़ों को पकड़ने के लिए आँखों की आवश्यकता नहीं होती है। स्पैलनज़ानी ने निष्कर्ष निकाला कि चमगादड़ों में एक अज्ञात सातवीं इंद्रिय होती है जिसके साथ वे उड़ान भरते हैं।

स्पैलनज़ानी के प्रयोगों के बारे में जानकर, स्विस प्रकृतिवादी चार्ल्स ज्यूरिन ने चमगादड़ों के कानों को मोम से ढकने का फैसला किया। उन्हें एक अप्रत्याशित परिणाम मिला: चमगादड़ आसपास की वस्तुओं के बीच अंतर करने में सक्षम नहीं थे और दीवारों से लड़ने लगे। चमगादड़ों के इस व्यवहार को कैसे समझाया जा सकता है? क्या छोटे जानवर अपने कानों से देखते हैं?

प्रसिद्ध फ्रांसीसी शरीर रचना विज्ञानी और जीवाश्म विज्ञानी जॉर्जेस क्यूवियर, जो जीव विज्ञान के क्षेत्र में अपने समय के एक अत्यधिक सम्मानित वैज्ञानिक थे, ने स्पैलनजानी और ज्यूरिन के शोध का खंडन किया और एक साहसिक परिकल्पना सामने रखी। क्यूवियर ने कहा, चमगादड़ों में स्पर्श की सूक्ष्म अनुभूति होती है, जो उनके पंखों की बहुत पतली त्वचा पर स्थित होती है, जो पंखों और बाधा के बीच बनने वाले हल्के हवा के दबाव के प्रति संवेदनशील होती है।

यह परिकल्पना विश्व विज्ञान में 150 से अधिक वर्षों से विद्यमान है।

1912 में, स्वचालित मशीन गन के आविष्कारक, मैक्सिम, ने संयोगवश, इस परिकल्पना को सामने रखा कि चमगादड़ अपने पंखों के शोर से प्राप्त प्रतिध्वनि का उपयोग करके खुद को उन्मुख करते हैं; उन्होंने जहाजों को हिमखंडों के आने के बारे में चेतावनी देने के लिए इस सिद्धांत पर एक उपकरण बनाने का प्रस्ताव रखा।

1940 में डचमैन एस. डिज्ग्राफ और 1946 में सोवियत वैज्ञानिक ए. कुज्याकिन ने स्पष्ट रूप से दिखाया कि स्पर्श के अंग चमगादड़ और चूहों के अभिविन्यास में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं। इस प्रकार, 150 वर्षों से चली आ रही एक परिकल्पना दूर हो गई। अमेरिकी वैज्ञानिक डी. ग्रिफिन और आर. गैलाम्बोस चमगादड़ों की दिशा की सही व्याख्या देने में सक्षम थे। एक अल्ट्रासोनिक डिटेक्शन डिवाइस का उपयोग करके, उन्होंने पाया कि चमगादड़ कई ऐसी आवाज़ें निकालते हैं जो मानव कान के लिए समझ में नहीं आती हैं। वे खोज और अध्ययन करने में सक्षम थे भौतिक गुणचमगादड़ का "रोना"। अमेरिकी वैज्ञानिकों ने चमगादड़ों के कानों में विशेष इलेक्ट्रोड डालकर उनके सुनने से महसूस होने वाली ध्वनियों की आवृत्ति भी निर्धारित की। नतीजतन, विज्ञान और प्रौद्योगिकी की प्रगति से इनमें से किसी एक की व्याख्या करना संभव हो गया है रोमांचक रहस्यप्रकृति। यह ज्ञात है कि साथ भौतिक बिंदुध्वनि है दोलन संबंधी गतिविधियाँ, एक लोचदार माध्यम में तरंगों के रूप में फैलता है। किसी ध्वनि की आवृत्ति (इसलिए उसकी पिच) प्रति सेकंड कंपन की संख्या पर निर्भर करती है। मानव कान 16 से 20,000 हर्ट्ज तक वायु कंपन महसूस करते हैं। मनुष्यों द्वारा 20,000 हर्ट्ज से अधिक आवृत्ति वाली ध्वनि को अल्ट्रासाउंड कहा जाता है, और उन्हें पानी में दबाव में रखी क्वार्ट्ज प्लेट का उपयोग करके बहुत आसानी से प्रदर्शित किया जा सकता है। ऐसे में क्वार्ट्ज़ प्लेट का शोर सुनाई नहीं देता है, लेकिन इसके कंपन के परिणाम भंवरों और यहां तक ​​कि पानी के छींटों के रूप में दिखाई देते हैं। क्वार्ट्ज का उपयोग करके एक अरब हर्ट्ज़ तक का कंपन प्राप्त किया जा सकता है।

अल्ट्रासाउंड अब ढूंढ रहा है व्यापक अनुप्रयोग. अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके, आप ढले हुए धातु भागों की संरचना में सबसे छोटी दरारें या रिक्तियों का पता लगा सकते हैं। इसका उपयोग मस्तिष्क की रक्तहीन सर्जरी में स्केलपेल के स्थान पर और अति कठोर भागों को काटने और पीसने में किया जाता है।

चमगादड़ नेविगेट करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हैं। अल्ट्रासाउंड कंपन से उत्पन्न होता है स्वर रज्जु. स्वरयंत्र की संरचना सीटी के समान होती है। फेफड़ों द्वारा छोड़ी गई वायु बाहर निकलती है उच्च गतिऔर 30,000-150,000 हर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ एक सीटी बजाता है, जो मानव कान के लिए बोधगम्य नहीं है। चमगादड़ की स्वरयंत्र से गुजरने वाली हवा का दबाव भाप इंजन के भाप के दबाव से दोगुना होता है, जो एक छोटे जानवर के लिए एक बड़ी उपलब्धि है।

पशु के स्वरयंत्र में 5-200 ध्वनि कंपन होते हैं उच्च आवृत्ति(अल्ट्रासोनिक पल्स), जो आमतौर पर एक सेकंड के केवल 2-5 हजारवें हिस्से तक ही रहता है। सिग्नल की संक्षिप्तता एक बहुत ही महत्वपूर्ण भौतिक कारक है: केवल ऐसा सिग्नल ही अल्ट्रासोनिक अभिविन्यास की उच्च सटीकता सुनिश्चित कर सकता है। 17 मीटर दूर स्थित एक बाधा से निकलने वाली ध्वनि लगभग 0.1 सेकंड में बल्ले पर लौट आती है। यदि अवधि ध्वनि संकेत 0.1 सेकंड से अधिक होने पर, 17 मीटर से कम दूरी पर स्थित बाधाओं द्वारा परावर्तित प्रतिध्वनि को ध्वनि उत्पन्न करने के साथ-साथ जानवर के कान द्वारा भी महसूस किया जाता है। इस बीच, सिग्नल के अंत को पहली ध्वनियों और प्रतिध्वनि से अलग करने वाले समय अंतराल के द्वारा, बल्ला उस दूरी को निर्धारित करता है जो इसे उस वस्तु से अलग करती है जो अल्ट्रासाउंड को प्रतिबिंबित करती है। इसीलिए बीप इतनी छोटी है.

यह स्थापित किया गया है कि चमगादड़, जैसे ही किसी बाधा के करीब पहुंचता है, "संकेतों" की संख्या बढ़ा देता है। सामान्य उड़ान के दौरान, जानवर का स्वरयंत्र प्रति सेकंड केवल 8-10 सिग्नल उत्सर्जित करता है। हालाँकि, जैसे ही जानवर शिकार का पता लगाता है, उसकी उड़ान तेज हो जाती है, उत्सर्जित संकेतों की संख्या 250 प्रति सेकंड तक पहुँच जाती है। इसमें हमले के निर्देशांक को बदलकर शिकार को "पस्त करना" शामिल है। चमगादड़ का "स्थान" तंत्र सरलता से संचालित होता है; और आविष्कारशील. जानवर अपना मुंह खुला रखकर उड़ता है ताकि उसके द्वारा उत्पन्न सिग्नल 90° से अधिक के कोण वाले शंकु में उत्सर्जित हों। चमगादड़ अपने कानों द्वारा प्राप्त संकेतों की तुलना करके नेविगेट करता है, जो पूरी उड़ान के दौरान प्राप्त एंटेना की तरह ऊपर उठे रहते हैं। इस धारणा की पुष्टि यह है कि यदि एक कान काम नहीं करता है, तो चमगादड़ पूरी तरह से नेविगेट करने की क्षमता खो देता है।

उपवर्ग माइक्रोचिरोप्टेरा (छोटे चमगादड़) के सभी चमगादड़ अल्ट्रासोनिक राडार से सुसज्जित हैं विभिन्न मॉडल, जिसे तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: म्याऊँ, जप, चीखना या आवृत्ति संग्राहक चूहे।

म्याऊँ चमगादड़ अमेरिका के उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में रहते हैं और पत्तियों से फल और कीड़े खाते हैं। कभी-कभी यदि वे 20,000 हर्ट्ज़ से कम आवृत्ति पर ध्वनि निकालते हैं, तो मिडज की खोज करते समय उनकी म्याऊँ को एक व्यक्ति द्वारा सुना जा सकता है। और पिशाच चमगादड़ भी वैसी ही आवाजें निकालता है। वह "कबालिस्टिक फॉर्मूले" खोजती है गीले जंगलथके हुए यात्रियों का खून चूसने के लिए अमेज़ॅन।

स्कैनिंग चमगादड़ जो स्टैकाटो ध्वनि उत्पन्न करते हैं, वे राइनोलोफी या हॉर्सशू चमगादड़ हैं, जो काकेशस में पाए जाते हैं और मध्य एशिया; इन्हें यह नाम नाक के चारों ओर की सिलवटों के आकार के कारण मिला है। घोड़े की नाल एक लाउडस्पीकर है जो ध्वनियों को एक निर्देशित किरण में एकत्रित करता है। स्कैनिंग चमगादड़ उल्टा लटकते हैं और लगभग एक वृत्त में घूमते हुए, ध्वनि किरण की मदद से आसपास के स्थान का अध्ययन करते हैं। यह जीवित डिटेक्टर तब तक लटका रहता है जब तक कोई कीट इसके ध्वनि संकेत के क्षेत्र में प्रवेश नहीं कर जाता। फिर चमगादड़ शिकार को पकड़ने के लिए झपट्टा मारता है। शिकार के दौरान, घोड़े की नाल वाले चमगादड़ नीरस ध्वनियाँ निकालते हैं जो उनके निकटतम रिश्तेदारों (एक सेकंड के 10-20 अंश) की तुलना में बहुत लंबी होती हैं, जिनकी आवृत्ति स्थिर और हमेशा समान होती है।

यूरोप में चमगादड़ और उत्तरी अमेरिकासंग्राहक आवृत्ति ध्वनियों का उपयोग करके आसपास के स्थान का अन्वेषण करें। सिग्नल का स्वर और परावर्तित ध्वनि की पिच लगातार बदल रही है। यह डिवाइस इको द्वारा नेविगेट करना बहुत आसान बनाता है।

उड़ान में, अंतिम दो समूहों के चमगादड़ एक विशेष तरीके से व्यवहार करते हैं। आम चमगादड़ अपने कान स्थिर, सीधे रखते हैं, लेकिन घोड़े की नाल जैसी नाक वाले चमगादड़ लगातार अपना सिर हिलाते हैं और उनके कान कंपन करते हैं।

हालाँकि, ओरिएंटियरिंग के क्षेत्र में रिकॉर्ड चमगादड़ों के नाम है जो अमेरिका के क्षेत्रों में रहते हैं और मछलियों को खाते हैं। एक मछली पकड़ने वाला चमगादड़ लगभग पानी की सतह पर उड़ता है, तेजी से गोता लगाता है और पानी में छलांग लगाता है, अपने लंबे पंजों वाले पंजे उसमें डाल देता है और मछली को झपट लेता है। ऐसा शिकार आश्चर्यजनक लगता है जब आप मानते हैं कि उत्सर्जित तरंग का केवल एक हजारवां हिस्सा ही पानी में प्रवेश करता है और पानी से प्रतिध्वनि ऊर्जा का एक हजारवां हिस्सा भी चमगादड़ के लोकेटर पर लौटता है। यदि हम इसमें यह भी जोड़ दें कि तरंग ऊर्जा का कुछ हिस्सा मछली में परिलक्षित होता है, जिसके मांस में बड़ी मात्रा में पानी होता है, तो कोई यह समझ सकता है कि ऊर्जा का कितना नगण्य अंश जानवर के कान तक पहुंचता है और उसके ध्वनि अंग में कितनी शानदार सटीकता होनी चाहिए . कोई यह भी जोड़ सकता है कि इतनी कमजोर तरंग को अभी भी बहुत अधिक हस्तक्षेप की ध्वनि पृष्ठभूमि से अलग किया जाना चाहिए।

पृथ्वी पर चमगादड़ों के अस्तित्व के 70 मिलियन वर्षों ने उन्हें उपयोग करना सिखाया भौतिक घटनाएं, जो अभी भी हमारे लिए अज्ञात हैं। एक सिग्नल को उसके स्रोत पर लौटाया जाना, जो काफी हद तक क्षीण हो गया हो और हस्तक्षेप के शोर में डूब गया हो, है तकनीकी समस्या, जो वैज्ञानिकों के दिमाग पर उच्चतम स्तर तक व्याप्त है। सच है, मनुष्य के पास रेडियो तरंगों का उपयोग करने वाला एक अद्भुत डिटेक्टर है, तथाकथित रडार, जिसने अपने अस्तित्व की चौथाई सदी में चमत्कार किए हैं, जिसकी परिणति चंद्रमा की ध्वनि में हुई है और सटीक मापशुक्र ग्रह की कक्षा. रडार के बिना विमानन क्या करेगा? नौसेना, वायु रक्षा, भूगोलवेत्ता, मौसम विज्ञानी, श्वेत महाद्वीपों के हिमनदविज्ञानी? और फिर भी रेडियो इंजीनियर एक बैट-अल्ट्रासोनिक रडार का सपना देखते हैं, जो निस्संदेह मनुष्य द्वारा आविष्कार किए गए रडार से अधिक उन्नत है। छोटा प्राणी जानता है कि हस्तक्षेप के सागर के बीच भेजे गए सिग्नल के नगण्य अवशिष्ट अंश को कैसे चुनना और बढ़ाना है। अत्यधिक उच्च शोर का सामना करते हुए, जिसे क्रेजी ईथर कहा जाता है, इंजीनियर और तकनीशियन खुश होंगे यदि वे चमगादड़ के सिग्नल-ट्रैपिंग सिद्धांतों का उपयोग कर सकें। जबकि रडार लंबी दूरी के लिए एक शानदार डिटेक्टर बना हुआ है, इको-आधारित बैट लोकेटर बना हुआ है आदर्श उपायछोटी दूरी के लिए.

डिपर तितली बर्थोल्डिया ट्रिगोना- प्रकृति में ज्ञात एकमात्र जानवर जो चमगादड़ों के स्थान संकेतों को जाम करके उनसे अपनी रक्षा कर सकता है, चूहे भालू की इस प्रजाति को पकड़ना नहीं सीख सकते हैं, जो विशिष्ट अल्ट्रासोनिक क्लिक उत्पन्न करता है। हालाँकि, बटरफ्लाई क्लिक वास्तव में कैसे काम करते हैं? बी ट्रिगोनाचमगादड़ों पर अज्ञात था. अमेरिकी जीवविज्ञानियों ने व्यवहार संबंधी प्रयोग किए जिसमें उन्होंने तीन संभावित तंत्रों का परीक्षण किया। यह पता चला कि सिग्नल उत्सर्जित हुए बी ट्रिगोना, उस सटीकता को कम करें जिसके साथ बल्ला उससे दूरी निर्धारित करता है। तितली द्वारा उत्सर्जित क्लिकों के परिणामस्वरूप, चमगादड़ अपने संकेतों की प्रकृति को बदल देता है, जिससे तितली को पकड़ना और भी कठिन हो जाता है। लेखकों का मानना ​​है कि यह व्यवहार बी ट्रिगोनाऔर अधिक से उत्पन्न हो सकता था प्राचीन तरीकाकुछ तितलियों में ज्ञात सुरक्षा - जब ध्वनिक संकेतन स्राव के साथ होता है रसायन, एक शिकारी को डराना।

चमगादड़ और पतंगे कम से कम 50 मिलियन वर्षों से विकासवादी दौड़ में प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं। इस संघर्ष की प्रक्रिया में, तितलियों ने श्रवण अंगों का एक काफी सरल डिजाइन विकसित किया है, जो आसन्न खतरे की त्वरित चेतावनी की सुविधा प्रदान करता है और एक शिकारी से बचने की प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है। भालू परिवार या आर्कटिडे की तितलियाँ भी अल्ट्रासोनिक क्लिक उत्पन्न करने में सक्षम हैं, और अलग - अलग प्रकारवे इसे अलग ढंग से करते हैं. उनमें से कई बहुत कम ही क्लिक करते हैं, लेकिन ध्वनिक संकेत के साथ गंधयुक्त पदार्थ निकलते हैं जो चमगादड़ों को दूर भगाते हैं। अन्य प्रजातियों ने इन अखाद्य तितलियों पर क्लिक करके और कोई गंध न छोड़ कर उनकी नकल करना सीख लिया है (नाई और कोनर, 2007)। बचाव का एक अन्य तरीका अनुभवहीन बल्ले को डराने के लिए क्लिक करना है। हालाँकि, यह विधि बहुत विश्वसनीय नहीं है, क्योंकि चूहे सीख जाते हैं और कुछ प्रयासों के बाद वे तितली की क्लिक पर ध्यान देना बंद कर देते हैं।

हाल ही में, वेक फॉरेस्ट यूनिवर्सिटी के अमेरिकी वैज्ञानिकों ने दिखाया कि भालू की एक प्रजाति, बर्थोल्डिया ट्राइगोना,लगातार अल्ट्रासोनिक सिग्नल उत्सर्जित कर सकते हैं जो चमगादड़ के इकोलोकेशन सिग्नल को जाम कर देते हैं (कोरकोरन एट अल., 2009)। यह उल्लेखनीय है कि चमगादड़ इस बाधा से निपटना नहीं सीख पा रहे हैं: कई प्रयासों के बाद भी चूहा तितली को पकड़ने में विफल रहता है। अब वही लेखक उस तंत्र का पता लगाने के लिए निकल पड़े जिसके द्वारा बी ट्रिगोनाइतनी कुशलता से अपनी रक्षा करता है (कोरकोरन एट अल., 2011)। उन्होंने तीन परिकल्पनाएँ प्रस्तावित कीं।

प्रथम के अनुसार - भ्रामक प्रतिध्वनि परिकल्पना, - चमगादड़ किसी ऐसी वस्तु से अपने सिग्नल की प्रतिध्वनि के साथ तितली के संकेतों को भ्रमित कर सकता है जो अस्तित्व में नहीं है। इस मामले में, माउस को एक गैर-मौजूद वस्तु से दूर उड़ते हुए, अपना उड़ान पथ बदलना होगा। दूसरे के अनुसार - दूरी हस्तक्षेप परिकल्पना, - तितली द्वारा उत्सर्जित संकेत चमगादड़ द्वारा शिकार की दूरी निर्धारित करने की सटीकता को कम कर सकते हैं। ऐसा तब हो सकता है जब तितली के क्लिक बल्ले के अपने सिग्नल की प्रतिध्वनि से पहले हों। अंततः तीसरे के अनुसार - मुखौटा परिकल्पना, - तितली के संकेत इसे पूरी तरह से छिपा सकते हैं, और यह चमगादड़ के लिए "अदृश्य" हो जाता है।

एक प्रयोग में चमगादड़ का व्यवहार यह संकेत दे सकता है कि कौन सी परिकल्पना सही है। चूहा या तो अपना उड़ान पथ बदल देगा, या तितली को पकड़ने की कोशिश करेगा और चूक जाएगा, या तितली को बिल्कुल भी नहीं समझ पाएगा और उड़ता रहेगा।

5.8 × 4.0 × 3.0 मीटर मापने वाले ध्वनिरोधी कमरे में सात रातों तक व्यवहार संबंधी प्रयोग किए गए, प्रयोगों में अमेरिका में व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले भूरे लेदरबैक का उपयोग किया गया। इप्टेसिकस फ्यूस्कस,चिकनी नाक वाले चमगादड़ों के परिवार से संबंधित। तीन व्यक्तियों पर प्रयोग किये गये ई. फ्यूस्कस.

पहले यह दिखाया गया था कि यदि तितलियाँ आवाज़ नहीं करतीं तो तीनों चूहे स्वेच्छा से भालू की अध्ययन की गई प्रजाति को खा जाते थे (22% तितलियों में ध्वनिक संकेतों की अनुपस्थिति दर्ज की गई थी)। प्रत्येक प्रयोग से पहले, हमने जाँच की कि माउस ने नियंत्रण तितलियों को कितनी मज़बूती से पकड़ा जो सिग्नल उत्सर्जित नहीं करती थीं। हमने नियंत्रण के रूप में उपयोग किया गैलेरिया मेलोनेला. उसके बाद हर रात 16 तितलियाँ (4 - बी ट्रिगोना, 4 - भालुओं की अन्य प्रजातियाँ जो आवाज़ नहीं करतीं, 8 - जी. मेलोनेला) को यादृच्छिक क्रम में एक बल्ले के सामने प्रस्तुत किया गया। तितलियों को 60 सेमी लंबे धागे से जोड़ा गया था। चूहा तितली पर कई बार हमला कर सकता था, लेकिन विश्लेषण के लिए केवल पहले हमले को ही ध्यान में रखा गया।

सभी प्रयोग दो हाई-स्पीड वीडियो कैमरों (250 फ्रेम प्रति सेकंड) का उपयोग करके रिकॉर्ड किए गए थे। इन अभिलेखों का उपयोग करके विश्लेषण किया गया कंप्यूटर प्रोग्राम(MATLAB), जिसने कैमरों के दृश्य क्षेत्र में वस्तुओं के त्रि-आयामी निर्देशांक की गणना करना संभव बना दिया। परिणामस्वरूप, उड़ान वेक्टर, माउस और तितली के बीच न्यूनतम दूरी, और प्रत्येक इंटरैक्शन के प्रत्येक क्षण में माउस से तितली तक वेक्टर की गणना की गई। कोण φ को माउस की उड़ान वेक्टर और माउस और तितली के बीच वेक्टर के बीच कोणीय विचलन के रूप में परिभाषित किया गया था (चित्र 1)।

तितलियों बी ट्रिगोना, अन्य भालुओं की तरह, तथाकथित टिम्बल अंगों के साथ क्लिक करते हैं (टिम्बल देखें)। सॉन्ग सिकाडस में इन अंगों का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है, लेकिन तितलियों में उनकी संरचना थोड़ी अलग होती है। भालू भालुओं के टिम्बल स्क्लेराइट में खांचे होते हैं जो उन्हें उच्च आवृत्ति पर क्लिक उत्पन्न करने की अनुमति देते हैं। टिम्बल स्क्लेराइट (सक्रिय चक्र) के सक्रिय आवक झुकने के दौरान और स्क्लेराइट की निष्क्रिय वापसी (निष्क्रिय चक्र, चित्र 2) के दौरान क्लिकों की एक श्रृंखला उत्पन्न होती है। क्लिकों के बीच औसत अंतराल बी ट्रिगोना, 325 μs के बराबर, बल्ले के कान के रिज़ॉल्यूशन (400 μs) से कम हो जाता है, इसलिए क्लिक की पूरी श्रृंखला को माउस द्वारा एक सतत ध्वनि के रूप में माना जाता है। चित्र में. 2 यह भी दर्शाता है कि तितली सिग्नल का आवृत्ति स्पेक्ट्रम आश्चर्यजनक रूप से चमगादड़ सिग्नल के स्पेक्ट्रम का अनुकरण करता है।

व्यवहार संबंधी प्रयोगों में, लेखकों ने चमगादड़ों में तीन प्रकार के व्यवहार देखे। पहला, सीधा हमला, जब चूहा उड़ गया और तितली को पकड़ने की कोशिश की (चित्र 3ए); दूसरा, एक करीबी हमला, जहां चूहे ने तितली को पकड़ने की कोशिश नहीं की, लेकिन तितली के क्लिक करने के बाद भी हमला जारी रखा (चित्र 3बी); तीसरा, बचाव, जहां तितली के क्लिक करने के तुरंत बाद चूहे ने हमला करना बंद कर दिया और उसे पकड़ने की कोशिश भी नहीं की (चित्र 3सी)। तीनों प्रकार के व्यवहार कोण φ के परिमाण में भिन्न थे (चित्र 3डी-एफ)। प्रत्यक्ष हमले के मामले में, φ मान नियंत्रण हमलों के विश्वास अंतराल से अधिक नहीं था। क्लोज-रेंज हमलों के लिए, बटरफ्लाई क्लिक शुरू होने के बाद φ मान कम हो गए या स्थिर थे, लेकिन अंत में आत्मविश्वास अंतराल से अधिक एक मजबूत छलांग थी। परिहार के दौरान, तितली के क्लिक करने के तुरंत बाद φ मान बढ़ना शुरू हो गया।

तीनों मामलों में माउस इकोलोकेशन सिग्नल भी अलग-अलग थे (चित्र 3जी-आई)। सीधे हमले के मामले में, सिग्नल एक विशिष्ट ट्रिल के साथ समाप्त होता है, जो नियंत्रण तितली पर हमलों में हमेशा मौजूद होता है (चित्र 3जी, 4ए)। माउस क्लिक के बीच का अंतराल औसतन 6 एमएस था। क्लोज़-रेंज हमले में 10-40 एमएस के अंतराल पर होने वाले सामान्य क्लिकों का प्रभुत्व था, जो आम तौर पर खोज व्यवहार में चूहों द्वारा उत्पन्न होते हैं। यदि एक ट्रिल का उत्पादन किया गया था, तो यह बहुत छोटा था (चित्र 3एच, 4बी)। बचाव के दौरान, तितली द्वारा क्लिक करना शुरू करने के तुरंत बाद माउस ने कम क्लिक करना शुरू कर दिया, और बिल्कुल भी ट्रिल नहीं किया (चित्र 4सी)।

प्रयोगों में बल्ले का अनुभव था बड़ा मूल्यवान. पहली दो रातों के दौरान बचने का व्यवहार हावी रहा (चित्र 5), जबकि तीसरी से सातवीं रात तक करीबी हमलों का बोलबाला रहा। इससे पता चलता है कि पहले चूहे तितलियों की क्लिक से डरते थे, लेकिन फिर उन्हें इसकी आदत हो गई। हालाँकि, केवल 30% हमले ही सफल रहे, और हमले केवल उन मामलों में सफल हुए जहाँ तितलियों ने ज्यादा क्लिक नहीं किया। यह लेखकों की धारणा की पुष्टि करता है कि तितली क्लिक केवल माउस सिग्नल को जाम करने में प्रभावी होते हैं यदि वे उच्च आवृत्तियों पर उत्पन्न होते हैं। निकट-सीमा के हमलों में, चूहा औसतन 16 सेमी से चूक गया।

लेखकों के अनुसार, ये परिणाम दूरी हस्तक्षेप परिकल्पना की भविष्यवाणियों के अनुरूप हैं। कम प्रतिशत 3-7 रातों तक परहेज करने से पता चलता है कि चूहे भ्रामक हस्तक्षेप से बचने की कोशिश नहीं करते हैं। चूहा अपेक्षाकृत कम दूरी से तितली के पास आ रहा है और हमले का प्रयास कर रहा है, इससे पता चलता है कि तितली पूरी तरह से छिपी हुई नहीं है, और इसलिए छद्म परिकल्पना को भी खारिज किया जा सकता है।

यह ज्ञात है कि जब कोई चमगादड़ अपने शिकार के पास पहुंचता है, तो क्लिक के बीच का अंतराल, सिग्नल की अवधि और तीव्रता कम हो जाती है। माउस सिग्नलिंग में ये परिवर्तन अत्यंत अनुकूली हैं। उच्च क्लिक आवृत्ति माउस को अपनी "स्थान जानकारी" को तुरंत अपडेट करने की अनुमति देती है, जबकि सिग्नल की छोटी अवधि सिग्नल ओवरलैप और इको को रोकती है, जो पीड़ित के पास पहुंचते ही तेजी से पहुंचना शुरू हो जाता है। के साथ प्रयोगों में बी ट्रिगोनालेखकों ने विपरीत स्थिति देखी: संकेतों की अवधि और क्लिकों के बीच अंतराल ई. फ्यूस्कसबढ़ा हुआ। चूहे की इस प्रतिक्रिया से संभावित शिकार को ढूंढना और भी मुश्किल हो जाएगा। लेखक इस व्यवहार की तुलना अन्य स्तनधारियों के व्यवहार से करते हैं जो उच्च शोर की स्थिति में इसी तरह अपना संकेत बदलते हैं। यह दिखाया गया है कि इस मामले में सिग्नल पहचान में सुधार होता है।

ऐसा माना जाता है कि भालू मूल रूप से रसायनों को फैलाने के लिए दुर्लभ क्लिक उत्पन्न करते थे ताकि उनकी अखाद्यता के बारे में चेतावनी दी जा सके। यह स्पष्ट है कि तितलियों में ध्वनिक सिग्नलिंग के विकास ने ध्वनि अंगों के सुधार के मार्ग का अनुसरण किया, विशेष रूप से टिम्बल झिल्ली पर खांचे का विकास और टिम्बल्स की वैकल्पिक सक्रियता, जिसने उन्हें उच्च आवृत्ति के साथ क्लिक उत्पन्न करने की अनुमति दी। परिणामस्वरूप, कुछ प्रजातियाँ (और लेखक ऐसा मानते हैं बी ट्रिगोना- तितली की एकमात्र प्रजाति नहीं है जो चमगादड़ के संकेतों को जाम कर सकती है) ने एक परिष्कृत शिकारी से खुद को बचाने का ऐसा अद्भुत तरीका विकसित किया है।

कोई सोच सकता है कि रडार और चमगादड़ के बीच कुछ भी सामान्य नहीं है, एक उपकरण जिस पर 20वीं सदी की तकनीक को गर्व है और बड़े पंखों वाले एक छोटे जानवर के बीच। वैसे यह सत्य नहीं है।

चमगादड़ बहुत ही अजीब जानवर हैं. ये मुख्यतः दक्षिण में पाए जाते हैं। ये रात्रिचर निवासी हैं। वे दिन में सोते हैं, और जैसे ही सूरज ढल जाता है, वे अपने छिपने के स्थानों से बाहर निकल जाते हैं। पंख वाले जानवरों के जीवन के इस तरीके से उनका निरीक्षण करना मुश्किल हो गया और उनके बारे में किंवदंतियाँ बन गईं।

चमगादड़ों की सुनने की क्षमता तीव्र होती है। यह उन्हें ध्वनि द्वारा कीड़ों का शिकार करने में मदद करता है। उनके पास बहुत है बड़े कानऔर मुँह.

चमगादड़ के कान अत्यंत गतिशील होते हैं। जरा सी आवाज सुनकर चूहा उन्हें उठाकर सुन लेता है और तेज आवाज होने पर झट से उन्हें पीछे झुका देता है।

यह लंबे समय से देखा गया है कि चमगादड़ बाधाओं से टकराए बिना पूर्ण अंधेरे में उड़ सकते हैं। एक सौ पचास साल पहले, एक वैज्ञानिक प्रकृतिवादी ने यह पता लगाने का फैसला किया कि उन्हें अंधेरे में नेविगेट करने में क्या मदद मिलती है।

उसने चमगादड़ की आँखें बंद कर दीं और उसे अंधेरे कमरे में जाने दिया। अंधा चूहा बड़ी चतुराई से बाधाओं से बचते हुए बाधाओं को पार कर गया।

पार्टीशन में एक छेद कर दिया गया. चूहा कुशलतापूर्वक उसमें से उड़ गया। कमरे में ऊपर-नीचे तार लगे हुए थे, घंटियाँ लटकी हुई थीं। दृष्टि से वंचित, चूहा घंटों तक कमरे में इधर-उधर उड़ता रहा और उसने कभी तार को नहीं छुआ; घंटियाँ खामोश थीं.

हमने दूसरे चूहे के साथ प्रयोग किया और फिर वही हुआ। फिर हमने माउस को वार्निश से लेपित किया। स्पर्श की अनुभूति से वंचित होकर, वह तार से टकराए बिना कमरे के चारों ओर उड़ती रही।

चूहे को बारी-बारी से उसकी प्रत्येक इंद्रिय से वंचित कर दिया गया। इससे उड़ान पर कोई असर नहीं पड़ा: वह उतने ही आत्मविश्वास से उड़ी।

अंततः उन्होंने उसके कान बंद कर दिये। उसने उड़ान भरी और तुरंत पूरे कमरे में घंटियाँ बजने लगीं। चूहे ने अपनी दिशा खो दी और बाधाओं से टकराते हुए इधर-उधर भागने लगा। यह स्पष्ट हो गया कि श्रवण, सर्वोत्तम श्रवण, चूहे को रास्ते में आने वाली बाधाओं के आसपास उड़ने की अनुमति देता है।

लेकिन ऐसा सटीक अभिविन्यास कैसे प्राप्त किया जाता है? ध्वनि का वह स्रोत कहाँ है जो चूहे को उसकी कुशल उड़ान में मदद करता है? इसका उत्तर कोई भी जीवविज्ञानी नहीं दे सका। चमगादड़ों का रहस्य काफी समय तक अनसुलझा रहा।

1920 में, यह सुझाव दिया गया था कि क्या चूहों ने एक विशेष ध्वनि निकाली थी जो मनुष्यों के लिए श्रव्य नहीं थी। जिस समय चमगादड़ों पर पहला प्रयोग किया गया, उस समय इस बात की जानकारी किसी को नहीं थी। उस समय, उन्हें अल्ट्रासाउंड के अस्तित्व के बारे में पता नहीं था, जिसका अब अच्छी तरह से अध्ययन किया जा चुका है।

यदि वायु कणों के कंपन की संख्या 20 हजार प्रति सेकेण्ड से अधिक हो तो व्यक्ति इतना ऊँचा स्वर नहीं सुन सकता। यह अल्ट्रासाउंड है. हम जो सुनते हैं वह प्रकृति में मौजूद ध्वनियों का एक छोटा सा हिस्सा है।

1942 में जीवविज्ञानियों ने चमगादड़ों का दोबारा परीक्षण किया। लेकिन अब वे पहले से ही 20वीं सदी के विज्ञान की उपलब्धियों से लैस थे। जीवविज्ञानियों ने न केवल सभी पुराने प्रयोगों को दोहराया, बल्कि चूहों का मुंह बंद करके उन्हें पूरक भी बनाया। इसका उन पर सुनने की क्षमता में कमी जैसा ही प्रभाव पड़ा।

अल्ट्रासाउंड के बारे में धारणा पुष्ट होने लगी। लेकिन विज्ञान को बिल्कुल स्पष्ट, अकाट्य प्रमाण की आवश्यकता है। यदि अल्ट्रासाउंड नहीं सुना जा सकता है, तो वैज्ञानिकों ने इसे देखने का निर्णय लिया और विशेष उपकरणों का उपयोग करके इसे टेप पर रिकॉर्ड किया। उस पर बहुत उच्च आवृत्ति के कंपन के निशान अंकित हो गये।

जब उनकी गिनती की गई, तो पता चला कि चूहा बेहद तेज़ ध्वनि पैदा करता है - प्रति सेकंड 25 हज़ार से 70 हज़ार ध्वनि कंपन तक।

श्रमसाध्य प्रयोगों के बाद, यह पता चला कि चमगादड़ ध्वनि उत्पन्न करता है और बाधाओं से परावर्तित होने के बाद स्वयं इसे महसूस करता है।

चमगादड़ द्वारा उत्सर्जित अल्ट्रासाउंड की रिकॉर्डिंग से पता चला है कि चूहा अपने अभिविन्यास उपकरण का उपयोग कैसे करता है। ऐसा हुआ कि। कि चूहा रुक-रुक कर अल्ट्रासाउंड उत्सर्जित करता है।

अल्ट्रासोनिक प्रतिध्वनि चमगादड़ को उसके रास्ते में आने वाली बाधा के बारे में चेतावनी देती है

बहुत ही संक्षिप्त "चीख" के बाद वह चुप हो जाती है। फिर बार-बार "चिल्लाना" खामोश हो जाता है। वह उड़ान भरने से पहले प्रति सेकंड लगभग दस ऐसी चीखें निकालती है, उड़ान के दौरान लगभग तीस और जब वह किसी बाधा के करीब उड़ती है तो लगभग साठ बार चिल्लाती है।

अगली चिल्लाहट परावर्तित ध्वनि के वापस आने के तुरंत बाद की जाती है। बाधा का रास्ता जितना छोटा होगा, प्रतिध्वनि उतनी ही तेजी से लौटती है और चूहा उतनी ही अधिक बार चिल्लाता है। जाहिर है, इन रोने की आवृत्ति से, वह बाधा की दूरी को महसूस करती है।

चमगादड़ ध्वनि तरंगों का उपयोग उसी प्रकार करता है जैसे रेडियो तरंगों का उपयोग रडार में किया जाता है। यह अल्ट्रासाउंड का उपयोग करने वाला एक प्रकार का लोकेटर है।

मनुष्यों को सुनाई देने वाली ध्वनि इस उद्देश्य के लिए उपयुक्त नहीं है। इसमें अल्ट्रासाउंड के समान गुण नहीं हैं। अल्ट्रासाउंड तरंगें बहुत छोटी होती हैं, जिससे उन्हें एक संकीर्ण किरण में भेजना बेहद आसान हो जाता है। इसके अलावा, वे छोटी बाधाओं से भी अच्छी तरह परावर्तित होते हैं और यहां तक ​​कि तार और शाखाओं से भी परावर्तित होते हैं। और छोटी-छोटी बाधाओं का पता लगाने, उन्हें एक-दूसरे से अलग करने और दिशा निर्धारित करने के लिए यह बिल्कुल आवश्यक है।

जब चूहा उड़ान भरता है तो उसका मुंह ध्वनि स्पॉटलाइट की तरह काम करता है। ऐसा लगता है कि यह ध्वनि की एक संकीर्ण किरण के साथ पथ को "रोशनी" देता है। चूहे के विशाल कान एक ही दिशा में निर्देशित होते हैं और परावर्तित अल्ट्रासाउंड को पकड़ते हैं।

इस प्रकार की ध्वनि टोही उत्कृष्ट रूप से कार्य करती है। अगर रास्ता साफ है तो चूहा सीधा उड़ता है, लेकिन अगर रास्ते में कोई रुकावट आती है तो चूहा उसे सुन लेगा और दूसरी तरफ मुड़ जाएगा। अधिकतम सीमा जिस पर माउस एक बाधा को महसूस करता है वह लगभग 25 मीटर है।

लेकिन ऐसी बाधाएँ हैं जिनका वह अभी भी पता नहीं लगा सकी है। जीवविज्ञानियों ने अक्सर देखा है कि एक चूहा, अंधेरे में सभी बाधाओं के आसपास कुशलता से उड़ते हुए, एक मानव सिर के पार आ गया। यह पूरी तरह से हैरान करने वाला था, लेकिन अब हम चूहे के इस अजीब व्यवहार को समझा सकते हैं।

बाल, अल्ट्रासाउंड को बहुत दृढ़ता से अवशोषित करते हैं, प्रतिबिंबित नहीं करते हैं। और चूँकि कोई प्रतिध्वनि नहीं है, बाधा का पता नहीं चलता है और चूहा आसानी से मानव सिर पर ठोकर खा सकता है। हालाँकि, चमगादड़ों के जीवन में ऐसा कम ही होता है; वे अपनी रात्रि की उड़ानों में प्राकृतिक ध्वनि लोकेटर का सफलतापूर्वक उपयोग करते हैं।