Kõik teavad, et nahkhiired ja delfiinid eraldavad ultraheli. Miks seda vaja on ja kuidas see toimib? Vaatame, mis on kajalokatsioon ja kuidas see aitab loomi ja isegi inimesi.
Mis on kajalokatsioon
Echolocation, mida nimetatakse ka biosonariks, on bioloogiline sonar, mida kasutavad mitmed loomaliigid. Kajalokeerivad loomad kiirgavad signaale keskkonda ja kuulavad nende kõnede kajasid, mis tulevad tagasi erinevatelt nende läheduses asuvatelt objektidelt. Nad kasutavad neid kajasid objektide leidmiseks ja tuvastamiseks. Kajalokatsiooni kasutatakse erinevates keskkondades navigeerimiseks ja toidu otsimiseks (või jahipidamiseks).
Tööpõhimõte
Kajalokatsioon on sama mis aktiivne sonar, mis kasutab looma enda tekitatud helisid. Vahemaa määramiseks mõõdetakse viivitust looma enda heliemissiooni ja keskkonnast tagasi tuleva kaja vahel.
Erinev alt mõnest inimese loodud sonarist, mis tuginevad sihtmärgi asukoha määramiseks äärmiselt kitsale kiirtele ja mitmele vastuvõtjale, põhineb loomade kajalokatsioon ühel saatjal ja kahelvastuvõtjad (kõrvad). Kahte kõrva naasvad kajad saabuvad erinevatel aegadel ja erineva helitugevusega, olenev alt neid tekitava objekti asukohast. Aja- ja mahuerinevusi kasutavad loomad kauguse ja suuna tajumiseks. Kajalokatsiooni abil näeb nahkhiir või muu loom mitte ainult kaugust objektist, vaid ka selle suurust, looma liiki ja muid funktsioone.
Nahkhiired
Nahkhiired kasutavad navigeerimiseks ja toidu otsimiseks kajalokatsiooni, sageli täielikus pimeduses. Tavaliselt väljuvad nad õhtuhämaruses koobastest, pööningutelt või puudelt ja peavad putukaid jahti. Tänu kajalokatsioonile on nahkhiired väga soodsas positsioonis: nad peavad jahti öösel, kui on palju putukaid, neil on väiksem konkurents toidu pärast ja vähem on liike, kes suudavad nahkhiiri ise saagiks saada.
Nahkhiired tekitavad ultraheli läbi kõri ja kiirgavad heli läbi avatud suu või, palju harvem, nina. Nad kiirgavad heli vahemikus 14 000 kuni 100 000 Hz, enamasti väljaspool inimese kõrva (tavaline inimese kuulmisvahemik on 20 Hz kuni 20 000 Hz). Nahkhiired saavad mõõta sihtmärkide liikumist, tõlgendades väliskõrva spetsiaalse nahalaigu kajamustreid.
Teatud nahkhiireliigid kasutavad kajalokatsiooni teatud sagedusribades, mis vastavad nende elutingimustele ja saagitüüpidele. Seda on teadlased mõnikord kasutanud piirkonnas elavate nahkhiirte liikide tuvastamiseks. Nad lihts altsalvestasid oma signaale ultrahelisalvestite abil, mida tuntakse nahkhiiredetektoritena. Viimastel aastatel on mitme riigi teadlased välja töötanud nahkhiirekutsungite teegid, mis sisaldavad andmeid kohalike liikide kohta.
Mereloomad
Biosonar on väärtuslik hammasvaalade alamseltsi jaoks, kuhu kuuluvad delfiinid, pringlid, mõõkvaalad ja kašelottid. Nad elavad veealuses elupaigas, millel on soodsad akustilised omadused ja kus nägemine on vee hägususe tõttu äärmiselt piiratud.
Kõige olulisemad esimesed tulemused delfiinide kajalokatsiooni kirjeldamisel saavutasid William Shevill ja tema abikaasa Barbara Lawrence-Shevill. Nad tegelesid delfiinide toitmisega ja märkasid kord, et leiavad eksimatult kalatükke, mis vaikselt vette kukkusid. Sellele avastusele järgnesid mitmed muud katsed. Seni on leitud, et delfiinid kasutavad sagedusi vahemikus 150 kuni 150 000 Hz.
Sinisavaalade kajalokatsiooni on palju vähem uuritud. Seni tehakse vaid oletusi, et vaalade “laulud” on üks viis liigelda ja sugulastega suhelda. Neid teadmisi kasutatakse populatsiooni loendamiseks ja nende mereloomade rände jälgimiseks.
Närilised
On selge, mis on kajalokatsioon mereloomadel ja nahkhiirtel ning miks nad seda vajavad. Aga miks närilistele seda vaja on? Ainsad maismaaimetajad, kes on võimelised kajalokatsiooni tuvastama, on kaks suguvõsa, Madagaskari teirekid, rotid ja tulekivihambad. Nad kiirgavad mitmeid ultraheli piiksumisi. Need ei sisalda kajakajalisi kajalokatsioonireaktsioone ja näib, et neid kasutatakse lihtsaks ruumiliseks orienteerumiseks lähed alt. Erinev alt nahkhiirtest kasutavad rästad kajalokatsiooni ainult saakloomade elupaikade uurimiseks, mitte jahipidamiseks. Välja arvatud suured ja seega väga peegeldavad objektid (nagu suur kivi või puutüvi), ei suuda need tõenäoliselt kajastseene lahti harutada.
Kõige andekamad sonarileidjad
Lisaks loetletud loomadele on ka teisi kajalokatsioonivõimelisi. Need on mõned linnu- ja hülgeliigid, kuid kõige keerukamad kajaloodid on kalad ja silmud. Varem pidasid teadlased kõige võimekamateks nahkhiiri, kuid viimastel aastakümnetel on selgunud, et see pole nii. Õhukeskkond ei soosi kajalokatsiooni – erinev alt veest, kus heli lahkneb viis korda kiiremini. Kalade sonar on külgjoone organ, mis tajub keskkonna vibratsioone. Kasutatakse nii navigeerimiseks kui ka jahipidamiseks. Mõnel liigil on ka elektroretseptorid, mis võtavad vastu elektrilisi vibratsioone. Mis on kalade kajalokatsioon? Sageli on see ellujäämise sünonüüm. Ta selgitab, kuidas pimedad kalad võivad elada küpse vanaduseni ilma nägemist vajamata.
Loomade kajalokatsioon on aidanud selgitada nägemispuudega ja pimedate inimeste sarnaseid võimeid. Nad navigeerivad ruumis klõpsatavate helide abil. Teadlased ütlevad, et sellised lühikesed helid kiirgavad laineid, misvõib võrrelda taskulambi valgusega. Hetkel on selle suuna arendamiseks liiga vähe andmeid, kuna võimekas sonar inimeste seas on haruldus.
