И дельфины испускают ультразвук. Зачем это нужно и как оно работает? Давайте разберемся, что такое эхолокация и как она помогает животным и даже людям.

Что такое эхолокация

Эхолокация, также называемая биосонаром, представляет собой биологический гидролокатор, используемый несколькими видами животных. Эхолоцирующие животные излучают сигналы в окружающую среду и слушают отголоски тех вызовов, которые возвращаются из разных объектов рядом с ними. Они используют эти эхо-сигналы для поиска и идентификации объектов. Эхолокация применяется для навигации и для фуража (или охоты) в различных условиях.

Принцип работы

Эхолокация - это то же самое, что и активный сонар, который использует звуки, воспроизводимые самим животным. Ранжирование осуществляется путем измерения временной задержки между собственным звуковым излучением животного и любыми эхо-сигналами, возвращающимися из окружающей среды.

В отличие от некоторых гидролокаторов, созданных человеком, которые полагаются на чрезвычайно узкие лучи и множество приемников для локализации мишени, метод эхолокации животных основан на одном передатчике и двух приемниках (уши). Эхо-сигналы, возвращающиеся к двум ушам, поступают в разное время и на разных уровнях громкости, в зависимости от положения объекта, генерирующего их. Различия во времени и громкости используются животными для восприятия расстояния и направления. С эхолокацией летучая мышь или другое животное может видеть не только расстояние до предмета, но и его размер, то, какое это животное, и другие особенности.

Летучие мыши

Летучие мыши используют эхолокацию для навигации и фуража, часто в полной темноте. Они обычно выходят из своих ночлегов в пещерах, чердаках или деревьях в сумерках и охотятся за насекомыми. Благодаря эхолокации летучие мыши заняли очень выгодную позицию: они охотятся ночью, когда много насекомых, меньше конкуренции за еду и меньше видов, которые могут охотиться на самих летучих мышей.

Летучие мыши генерируют ультразвук через гортань и излучают звук через открытый рот или, что гораздо реже, нос. Они испускают звук в диапазоне от 14 000 до более 100 000 Гц, в основном за пределами человеческого уха (типичный диапазон слуха человека - от 20 Гц до 20 000 Гц). Летучие мыши могут оценить перемещение целей путем интерпретации картин, вызванных отражением эхо-сигналов от специального лоскута кожи во внешнем ухе.

Отдельные виды летучих мышей используют эхолокацию в определенных диапазонах частот, которые соответствуют их условиям жизни и типам добычи. Это иногда использовалось исследователями для определения вида летучих мышей, населяющих этот район. Они просто записывали их сигналы с помощью ультразвуковых регистраторов, известных как детекторы летучих мышей. В последние годы исследователи из нескольких стран разработали библиотеки сигналов летучих мышей, которые содержат записи местных видов.

Морские животные

Биосонар ценен для подотряда зубатых китов, который включает в себя дельфинов, касаток и кашалотов. Они живут в подводной среде обитания, которая обладает благоприятными акустическими характеристиками, и где видение чрезвычайно ограничено из-за мутности воды.

Наиболее значимых первых результатов в описании эхолокации дельфинов добились Уильям Шевилл и его жена Барбара Лоренс-Шевилл. Они занимались кормлением дельфинов и однажды заметили, что те безошибочно находят кусочки рыбы, которые бесшумно опускались в воду. За этим открытием последовал ряд других экспериментов. На данный момент установлено, что дельфины используют частоты в диапазоне от 150 до 150 000 Гц.

Эхолокация синих китов изучена намного меньше. Пока что только строятся предположения, что «песни» китов - это способ навигации и связи с сородичами. Эти знания используются для подсчета популяции и для слежения за миграциями этих морских животных.

Грызуны

Понятно, что такое эхолокация у морских животных и летучих мышей, и для чего она им нужна. Но зачем это грызунам? Единственными наземными млекопитающими, способными к эхолокации, являются два рода землероек, тейреки с Мадагаскара, крысы и щелезубы. Они испускают серию ультразвуковых скрипов. Они не содержат эхолокационных откликов с реверберациями и, по-видимому, используются для простой пространственной ориентации на близком расстоянии. В отличие от летучих мышей, землеройки используют эхолокацию только для изучения мест обитания добычи, а не для охоты. За исключением больших и, таким образом, сильно отражающих объектов (к примеру, большой камень или ствол дерева), они, вероятно, не способны распутывать эхо-сцены.

Самые талантливые эхолокаторы

Кроме перечисленных животных, есть и другие, способные заниматься эхолокацией. Это некоторые виды птиц и тюленей, но самые изощренные эхолокаторы - это рыбы и миноги. Раньше учёные считали летучих мышей самыми способными, но в последние десятилетия выяснилось, что это не так. Воздушная среда не располагает к эхолокации - в отличие от водной, в которой звук расходится в пять раз быстрее. Эхолокатором рыб является орган боковой линии, который воспринимает вибрации окружающей среды. Используется как для навигации, так и для охоты. У некоторых видов есть ещё и электрорецепторы, которые улавливают электрические колебания. Что такое эхолокация для рыб? Часто это синоним выживания. Она объясняет, как ослепшие рыбы могли доживать до почтенного возраста - им и не нужно было зрение.

Эхолокация у животных помогла объяснить схожие способности у слабовидящих и незрячих людей. Они ориентируются в пространстве с помощью издаваемых ними щелкающих звуков. Ученые говорят, что такие короткие звуки издают волны, которые можно сравнить со светом карманного фонарика. На данный момент слишком мало данных для разработки этого направления, поскольку способные эхолокаторы среди людей - большая редкость.

Вконтакте

Одноклассники

Эхолокация у китов и дельфинов

В воде зрение теряет основную роль в анализе окружающей среды. На первое место выходит эхолокация, то есть активное "освещение" звуковыми импульсами и прием отраженных сигналов. Дельфины используя эхолокацию различают проволоку толщиной всего 0,15 мм, натянутую поперек бассейна. в котором они плавают, находят в воде шарики трехмиллиметрового диаметра, да еще безошибочно определяют материал, из которого они изготовлены (металл или пластмасса и пр.).

Максимальное количество информации о внешнем мире человеку дает зрение. Наверное, именно по этому очень многие нервные пути вегетативной системы тесно связаны со зрительными буграми - областью мозга, обрабатывающей зрительную информацию. У дельфинов основную информацию дает звук, и, аналогично, большинство путей вегетативной системы у них проходит через область мозга, связанную с эхолокацией.

Специалистами записаны странные звуки, которые издают некоторые виды китов. Со смущением говорят о них как о песнях. Объем мозга разрешает китам такие "излишества". В том, что связано с их жизненными потребностями, в символах своего языка, и киты, и дельфины имеют заслуживающий уважения интеллект. Вот только пищи у них предостаточно, нет необходимости использовать все разрешенные биологическим строением из мозга связи. Не исключено, что малочисленность врагов в среде обитания у китов и дельфинов могла закрепить биохимически в их нервной системе особенности, затрудняющие быструю защитную реакцию на добычу их человеком.

Хазен А. М. О возможном в науке, или
где границы моделирования интеллекта.

Этот сайт использует файлы cookies, чтобы упростить вашу навигацию по сайту, предлагать только интересную информацию и упростить заполнение форм. Я предполагаю, что, если вы продолжаете использовать мой сайт, то вы согласны с использованием мной файлов cookies. Вы в любое время можете удалить и/или запретить их использование изменив настройки своего интернет-браузера.

Сообщайте мне о замеченных ошибках на: . Все пожелания и советы будут учтены при дальнейшем проектировании сайта. Я готов сотрудничать со всеми желающими. В некоторых случаях, мнение автора может не совпадать с мнением автора! Phone: +7-902-924-70-49.

СОВКИ (ночницы ) (лат. Noctuidae) - наиболее крупное семейство чешуекрылых. В мировой фауне насчитывается свыше 35 000 видов.

Распространение

Встречаются всесветно, во всех природных зонах - от арктических пустынь и тундр до аридных пустынь и высокогорий. Наиболее крупное семейство чешуекрылых. В мировой фауне насчитывается свыше 25000 видов, общее количество видов оценивается примерно в 30000-35000. В Палеарктике около 10000, в фауне России около 2000 видов. В Европе от 1450 до 1800 видов в 36 подсемействах и 343 родах. В России более 1500 видов. В Германии, Австрии и Швейцарии около 640 видов совок. В фауне Юго-Восточного Средиземноморья (Израиль, Иордания и Синай) 634 вида из 27 подсемейств, 34 триб и и 213 родов, в Саудовской Аравии обнаружено 412 видов совок (Wiltshire, 1994), в Египте 242 вида (Wiltshire, 1948, 1949), в Ираке - 305 видов (Wiltshire, 1957), на материковой части Сирии - 214 видов (Wiltshire, 1935; 1952; Hacker, 2001), в Азербайджане - 666 (Алиев С. В., 1984), в Израиле - 549 (Kravchenko et. al, 2007).

Описание

Общая характеристика

Бабочки преимущественно средних размеров. Размах крыльев в среднем в пределах 25 - 45 мм, наиболее крупные виды региональной фауны достигают 80 - 130 мм (Catocala nivea, Eudocima tyrannus), самые мелкие - 8 - 10 мм (Hypenodes turfosalis, Mimachroslia fasciata, Araeopteron amoena). К семейству совок относится обитающий в Южной Америке наиболее крупный представитель не только данного самейства, но и всего отряда чешуекрылых - тизания агриппины (Thysania agrippina) с размахом кыльев до 28 - 30,5 cм. - в 1934 году в Бразилии была поймана самая крупная особь с размахом крыльев 30,8 см.

Особенности морфологии

Голова округлая, лоб у большинства видов гладкий, выпуклый. Для некоторых видов и родов характерно наличие округленных лобных выступов, вдавленностей, склеротизованных заостренных выростов. Усики простые, нитевидные, реже пильчатые, гребенчатые или опушенные ресничками. Усики самцов, как правило, более сложного строения. Глаза у большинства видов округлые, крупные, голые; в некоторых подсемействах и у отдельных видов Noctuinae (Xestia tecta, Xestia ursae, Trichositia) поверхность глаз покрыта короткими густыми волосками, иногда глаза окаймлены длинными ресничками (Cuculliinae).

Для отдельных родов и видов разных подсемейств, обитающих в высоких широтах или в горах и ведущих дневной образ жизни, характерны небольшие редуцированные эллиптические или почковидные глаза. Простые глазки в большинстве случаев имеются, в подсемействе Rivulinae и некоторых родах низших Catocalinae отсутствуют. Хетозема отсутствует. Хоботок обычно развит, спирально закручен, однако в отдельных родах он частично или полностью редуцирован. Его поверхность в концевой части усажена «вкусовыми конусами», форма и строение которых может использоваться дня классификации высших таксонов.

Для имаго некоторых тропических видов Calyptra, как исключение для отряда чешуекрылых, известно питание кровью и слезной жидкостью млекопитающих. Например, Calyptra eustrigata, обитающая на территории от Индии до Малайзии; и Calyptra thalictri, Calyptra lata, встречающиеся, в том числе и на территории России. Самцы питаются слёзной жидкостью и кровью крупных животных, прокалывая их покровы острым хоботком. Самки же питаются соком плодов и растений. У этих видов кончик хоботка сильно склеротизован и модифицирован для прокалывания кожи млекопитающих и питания кровью.

Нижнегубные щупики короткие, прижатые в некоторых подсемействах (Herminiinae, Hypeninae, часть Catocalinae) вытянутые, удлиненные или серповидно изогнутые. Голова, грудь и брюшко покрыты густыми волосками и чешуйками. На отдельных частях тела нередко развиты характерные хохолки из чешуек и волосков. Виды, лет которых приходится на холодные периоды сезона или обитающие в горах или на Севере, как правило, имеют густоволосистые покровы тела, образованные волосковидными чеш. Тимпанальные органы расположены латерально на задней части среднегруди, их строение часто используется для классификации высших таксонов совок.

Вершины средней голеней почти всегда с 1 парой шпор, задние голеней - с 2 парами, на вершине и в средней части. Голени ног в отдельных подсемействах совок вооружены шипами, которые хорошо выражены у подгрызающих совок (подсем. Noctuinae). Некоторые виды имеют склеротизованный коготки на вершине голеней передних ног

Форма крыла треугольная, удлиненно-треугольная, реже округленно-треугольная. Для многих родов, особенно в подсемействах группы Trifinae и, особенно, для многих Noctuinae характерны узкие, удлиненные крылья с почти параллельными краями, приспособленные к быстрому и длительному полету. Самки некоторых северных и высокогорных видов короткокрылы, у отдельных видов крылья полностью редуцированы. Жилкование в целом однообразно. Анальная жилка на обоих крыльях обычно отсутствует.

Туловище толстое, густо опушённое.

На передних крыльях большинства совок развит характерный рисунок, состоящий из системы полей, перевязей, пятен и линий. Переднее крыло пересечено 3 поперечнми перевязями: базальной, внутренней и внешней (наружной). Перевязи обычно представлены довольно широкими, изогнутыми, извилистыми, зубчатыми или прямыми линиями. Их внутренняя часть, как правило, светлее основного фона окраски, изнутри и снаружи окаймлена более тонкими и темными линиями окаймления. Линии окаймления перевязей на костальном крае часто усилены и выражены косыми штрихами, более светлое внутреннее заполнение перевязей на кост. крае крл. может быть выражено контрастными светлыми штрихами или пятнами.

Между внутренней и наружной перевязями лежит срединное поле, которое обычно пересечено более темной, размытой, широкой срединной тенью. Система пятен включает 3 основных пятна: круглое, почковидное и клиновидное. В подсемействе Plusiinae часто развито добавочное серебристое или золотистое металлически блестящее пятно. Окраска пятен может быть одноцветная, чаще в них различается более темное ядро и тонкая обводная линия. Задние крылья с дискоидным пятном, лежащим на поперечной жилке, и терминальной каймой вдоль наружного края.

В отдельных родах подсемейства Catocalinae и некоторых других подсемейств задние крылья могут быть ярко окрашенными, чаще желтыми, или красными, белыми, голубыми, с хорошо выраженной темной терминальной каймой и часто со срединной перевязью или диск, пятном. Для многих совок характерно отступление от общей схемы рисунка, вызванное редукцией отдельных элементов, перевязей и пятен или, напротив, их усилением. Многие виды, особенно распространенные в тропиках, имеют своеобразный рисунок, слабо вписывающийся в общую схему.

Размножение

Жизненные циклы совок довольно различны. При развитии гусеницы проходят 4-5 линек и имеют V-VI возрастов. Преобладают виды с одной генерацией. Отдельные, преимущественно северные и горные виды, имеют 2-летний цикл развития. Окукливание гусениц происходит, как правило, в почве на глубине 5-7 см, некоторые виды окукливаются на поверхности почвы, в подстилке, на кормовых растениях, в дуплах деревьев. Зимовка совок происходит на различных стадиях развития, чаще зимуют куколки, яйца и гусеницы средних и старших возрастов, для отдельных таксономических групп характерна зимовка в стадии имаго. Некоторые виды лишены зимней диапаузы - в южных широтах они могут развиваться непрерывно в течение всего года, а в умеренных широтах имеют 2-3 поколения в течение сезона, зимуют в наиболее морозоустойчивых стадиях в состоянии холодового оцепенения. Жизненные циклы и появление имаго связаны с определенными периодами сезона и вегетации кормовых растений

Яйца обычно полушаровидные, несколько уплощены книзу, округлены сверху. Поверхность яйца имеет ячеистую или ребристую скульптуру, Самки откладывают яйца по одному или группами на кормовые растения, грунт, растительные остатки У некоторых видов самки покрывают яйцекладку секретом специальных желез или волосками с кончика брюшка Потенциальная плодовитость самок у некоторых видов очень высока и составляет до 2000 яиц.

Гусеница

Гусеницы обычно голые, покрыто редкими первичными щетинками на склеротизованных щитках, реже развиты вторичные щетинками, равномерно распределенные по телу или сгруппированные на бугорках.

Окраска серая, коричневая, зеленая или желтоватая, редко ярко окрашены. Рисунок выражен, состоит из системы продольных полос: светлой спинной полосы, оттененной с боков более темными размытыми линиями и 2 спинно-боковых полос, 2 более светлых надцыхальцевых полос, более темной дыхальцевой полосы и широкой светлой поддыхальцевой полосы. Гусеницы имеют 3 пары грудных ног и 3-5 пар брюшных или ложных ног на 3-6-м и 10-м сегментах брюшках. У гусениц младших возрастов, а также у взрослых гусениц отдельных подсемейств брюшные ноги недоразвиты или отсутствуют.

Гусеницы активны преимущественно ночью, днем ведут скрытный образ жизни. Выделяются 3 экологические группы гус: листогрызущие, подгрызающие и внутристеблевые. Для преобладающего большинства совок характерно питание гусениц на высших сосудистых растениях, незначительное число видов имеет другие типы питания: на растительном опаде (детритофагия), лишайниках (лихенофагия), мхах (мусциофагия).

Гусеницы отдельных видов (Eublemminae) наряду с растительным питанием проявляют факультативное хищничество, питаются червецами и щитовками (Coccoidea).

Для большинства совок характерна полифагия и широкая олигофагия, преимущественно на травянистых растениях. Наряду с вегетативными органами растений гусеницы могут повреждать цветы и плоды, причем некоторые виды могут питаться даже зрелым зерном в хранилищах. Семейство включает большое число вредителей сельского и в меньшей степени лесного хозяйства. Ряд видов имеет карантинное значение, к этой категории относится азиатская хлопковая совка Spodoptera litura (опасный вредитель сельскохозяйственных культур в Восточной Азии), луговая совка, финская совка, капустная совка, подгрызающие совки.

Куколки закрытого типа

Особенности экологии

Бабочки совок активны в сумерках и ночью, для некоторых арктических и высокогорных видов характерна дневная активность. Ряд видов отличается способностью к миграциям, которые обычно связаны с преобладающим направлением ветров в определенный период года. С миграциями или заносом связано спорадическое появление на юге Дальнего Востока России некоторых (около 40) тропических видов.

Эхолокация

Среди членистоногих только у совок доказана способность к эхолокации. На многих представителей семейства охотятся летучие мыши, однако, у таких совок развиты специальные своеобразные органы слуха - тимпанальные органами, которые представляют собой затянутые мембраной углубления заднегруди или первых сегментов брюшка, снабжённые механорецепторами. Распространяющиеся в воздухе звуковые колебания заставляют мембрану вибрировать, что вызывает возбуждение соответствующих нервных центров, что помогает совка чувствовать приближение летучих мышей.

Красная книга

14 видов редких совок занесены в Красную книгу Украины и 6 видов в Красную книгу России:

• Аркте голубая - Arcte coerula (Guenee, 1852)
• Астеропетес совиная - Asteropetes noctuina (Butler, 1878)
• Ленточница Кочубея - Catocala kotshubeji Sheljuzhko, 1927
• Ленточница Мольтрехта - Catocala moltrecht O. Bang-Haas, 1927
• Ленточница Нага - Catocala nagioides (Wileman, 1924)
• Мимевземия схожая - Mimeusemia persimilis Butler, 1875

Классификация

В мире известно около 35 000 видов (потенциально до 100 000), 4200 родов. Классификация семейства находится в стадии становления. Семейство делят на 18-30 подсемейств; объем и статус некоторых из них являются спорными. Система подсемейств, разработанная Хемпсоном (Hampson, 1903-1913) на основании на внешних признаков, долгое время служившая основой классификации совок, в настоящее время устарела. В последние годы было предложено несколько, часто несогласованных классификаций, основанных на комплексах морфологических признаков (строение и мускулатура гениталий тимпанального аппарата, преимагинальных стадий)

Иногда в отдельное семейство Erebidae (Эребиды, или Совки-ленточницы) выделяются подсемейства: Calpinae, Catocalinae, Cocytiinae, Euteliinae, Herminiinae, Hypeninae, Stictopterinae и Strepsimaninae. По другим данным (Lafontaine, Fibiger, 2006) семейства Nolidae, Strepsimanidae, Arctiidae, Lymantriidae и Erebidae рассматриваются в качестве подсемейств в составе Noctuidae (Nolinae, Strepsimaninae, Arctiinae, Lymantriinae, Erebinae). Соответственно надсемейство Noctuoidea в такой трактовке включает только семейства Oenosandridae, Doidae, Notodontidae, Micronoctuidae и Noctuidae.

Семейство подразделяют на подсемейства.

Известные виды

• Совка капустная (Mamestra brassicae), Hadeninae
• Совка сосновая (Panolis flammea), Hadeninae
• Металловидка гамма, или Совка-гамма (Autographa gamma), Plusiinae
• Совка озимая (Agrotis segetum), Noctuinae
• Совка стеблевая (Oria musculosa)