http://denta-maryino.ru/ недорогое протезирование зубов в москве, где в москве.
О компании Стоимость
компании
Стратегическое
планирование
Управление
стоимостью
Стоимостной
маркетинг
Стоимостное
мышление
Привлечение
инвестиций
 

Механизм биолокатора дельфина

биолокатор дельфина и акулы Будем считать, что читатель достаточно отчетливо представляет общую схему работы технического гидролокатора. Здесь приведем лишь те сведения о биолокаторах, которые отличают их от технических систем такого же назначения.

Самыми совершенными биолокаторами обладают, по-видимому, китообразные, среди которых на первом месте стоят дельфины (Delphininae). Следует обратить внимание на характерный профиль дельфина, в частности, на его выпуклый лоб, в котором под слоем кожи расположена жировая акустическая линза. Рассмотрим схематическое устройство биолокатора дельфина. Начнем с ознакомления с морфологическим строением той части головы, в которой расположены акустические механизмы звукообразования.

Считают, что воздушные мешки и мускульная пробка собирают воду, входящую через открытое дыхало в конце вдоха; изгоняют эту воду при закрытых нижележащих сфинктерах (кольцевых мускулах-сжимателях); хранят запас воздуха и перегоняют его из мешка в мешок, чтобы издавать звуки в воде или в воздушной среде.

Голосовых связок у дельфина нет. Подача звука осуществляется за счет прогона воздуха через систему воздушных мешков-полостей, которая управляется тонкой и сложной сетью мускулатуры. Можно представить себе работу этих полостей в качестве резонаторов. Но точное выяснение роли каждого мешка в общем механизме звукообразования является трудной задачей, которая требует проведения специальных экспериментов комплексной группой исследователей, в которую должны входить как биологи, так и инженеры-акустики.

Итак, механизм звукообразования у дельфинов связан с продуванием воздуха через дыхательные пути и сложную систему воздушных полостей. Звук является результатом работы резонирующих воздушных носовых мешков и воздушных синусов в слуховой области черепа. Исследование записей работы этой газоструйной системы показывает, что дельфин-афалина может производить одновременно звуки разных типов, разного характера звучания. Так, например, если один из мешков участвует в издавании свиста, то другой мешок в это же самое время может производить щелкающий звук. Производимый щелчок возбуждает в системе воздушных синусов и полостей резонирующие частоты. За счет сокращения мышц в стенках некоторых мешков происходит изменение размеров и формы полостей-резонаторов. Таким образом частоты свиста и щелчков, вызывающие резонансы, могут изменяться. Это напоминает частотную модуляцию.

В анатомии дельфинов отмечается, что по ходу дыхательного тракта расположено большое количество очень мелких, тонких и хорошо дифференцированных мышц, которые функционируют только в период фонации – издавания звуков. Чрезвычайно сложную систему мышц, отходящих почти во всех направлениях, имеют и воздушные мешки. Это служит основанием для предположения о том, что фонация звуков у дельфинов не просто процесс продувания воздуха через резонирующие полости, а сложнейший семантико-информационный процесс артикуляции, в результате которого дельфины издают звуки общения и лоцирования окружающего водного пространства. Тонкая структура системы мышц голосового аппарата успешно функционирует и на больших глубинах при давлении в 3–4 атмосферы, об этом свидетельствуют многочисленные факты прослушивания свиста дельфинов на глубинах в 30–40 м. Косвенно это наблюдается по поднимающимся пузырькам воздуха, вырывающегося через щель клапана дыхала из верхних вестибулярных мешков при поимке дельфинов кошельковым неводом. При большом количестве дельфинов в неводе от этих пузырьков, как пишет А. Г. Томилин, вода словно вскипает.

Для доказательства роли и участия воздушных мешков в генерации сигналов исследователи пропускали воздух через каналы отрезанной головы дельфина. Полученные звуки напоминали голоса живых дельфинов. Поэтому предполагают, что эхолокационные щелкания дельфин производит с помощью трубчатых воздушных мешков, расположенных в голове.

Известны факты, когда дельфин-афалина щелкал только левыми, а свистел правыми воздушными мешками, причем мог это делать одновременно. Сделанный щелчок возбуждает в системе воздушных камер и мешков резонирующие колебания высоких частот. А так как мешки, сокращаемые мышцами, способны изменять размер и форму, то частоты свиста и щелканий меняются. Это и создает многообразие звуков.

Вообще дельфины издают и воспринимают звуковые (и ультразвуковые) колебания от сотен герц до 170 кгц. Наиболее хорошо исследованы звуки сигнализации у дельфинов. Все издаваемые дельфинами звуки можно объединить в три группы под такими условными наименованиями:

1)     «свисты» – частотой от 4 до 20 кгц;

2)     «щелканья» – высокочастотные импульсы с частотами заполнения до 170 кгц (именно эти звуки используются дельфинами для эхолокации);

3)     «кряканье» – сложный комплекс звуков, часто отдаленно напоминающих кряканье, мяуканье, лай, жужжание, вой, стоны и т. п.

У разных видов дельфинов эти 3 группы звуков могут несколько различаться как по частоте, так и по окрашенности (по сходству со знакомыми нам звуками).

У дельфинов-белобочек, по восприятию на слух человеком, А. Г. Томилин отмечает пять типов звуков, которые можно уподобить: кряканью уток, кваканью лягушки, крику кошки, свисту рябчика, писку резиновой игрушки. Аналогии эти весьма приблизительны и служат лишь для сравнения. С точки зрения биологической значимости все издаваемые дельфинами звуки можно разделить на две группы:

1)     сигналы связи для общения с сородичами и другими животными – призывы, угрозы, предупреждения и т. д.;

2)     сигналы ориентации, навигации, рекогносцировки и отыскания пищи – собственно локационные сигналы.

Наблюдения показывают, что во время поиска (например, рыбы) дельфин-афалина лоцирует окружающее пространство, производя колебательные движения головой перпендикулярно сагиттальной плоскости на угол, примерно равный 10°. Можно предположить, что таким образом дельфин-афалина осуществляет сканирование акватории. Это напоминает известный в гидроакустике метод сканирования путем поворота (вращения) антенны. Если предположение о механическом (точнее, биомеханическом) повороте характеристики направленности у дельфинов является правильным, то возникает следующий вопрос. Известно, что в современной гидроакустике часто используется электронное сканирование, при котором луч поворачивается при неподвижной антенне. Насколько возможно или невозможно подобное сканирование в биологических системах? Правда, надо учитывать, что антенные устройства современных судов настолько громоздки, что это само по себе заставляет отказаться от механического вращения антенн. Но интересно оценить и сравнить все характеристики И возможности биологического и технического локаторов.


Предыдущая глава: Виды локации животных

Следующая глава: Слуховой анализатор китообразных


Содержание:

Очерки Бионики Моря
От автора
Освоение и использование гидросферы
Богатства мирового океана
Ресурсы океана
Организация производства под водой
Классы животных гидросферы
Подводные исследования глубин
Шельф мирового океана
Промышленное использование океана
Подводная агротехника растений
Использование и дрессировка животных
Освоение бионики океана
Прообраз бионической системы
Предмет бионики моря
Биологические исследования бионики
Структуры и системы бионики
Влияние элементов и структур бионических систем
Моделирование бионической системы
Задачи бионики моря
Использование бионики в технике
Биологические элементы системы – нейроны
Структура одиночного рецептора
Структурное формирование рецепторов
Основные функции рецептора
Различия рецепторов
Фоторецепторы глаз животных
Терморецепторы морских животных
Звукорецепторы слухового анализатора
Химорецепторы водных животных
Механизм звуковой локации
Структура и функции одиночного центрального нейрона
Синапсы нейрона
Возбуждение нейрона
Модели синапсов нейрона
Теории систем связи
Гидроакустический канал связи
Электромагнитный диапазон связи
Оптические системы связи
Электрорецепция электрических токов
Детекторы электромагнитного поля
Орган обоняния и вкуса
Механизм рецепции осязания
Гидронические волны
Гидроакустическая связь в океане
Акустическая сигнализация у морских животных
Виды локации животных
Механизм биолокатора дельфина
Слуховой анализатор китообразных
Излучатель импульсов дельфина
Эксперименты с дельфинами
Использование структур кибернетики
Системы управления событиями
Системы структурного представления
О системах с генетически заданной структурой управления
Структуры рефлекторной деятельности
Условные рефлексы и обучение
Моделирование условного рефлекса
Образование рефлексов животных
Нервная сеть различных организмов
Самоорганизация биологической системы
Исследование самоорганизации многоклеточных и одноклеточных
Задачи анализатора опознания
Системы параметров образов в пространстве
Статистические и вероятностные аспекты модели опознания
Решения задач опознания образов
Обучение бионических систем опознанию образов
Примеры обучаемых опознающих систем
Особенности опознания образов в бионике моря
Исследования поведения дельфина
Наблюдение за поведением животных
Основные аспекты поведения животных
Раздражения внешней среды
Результаты группового поведения
Форма симбиоза стаи рыб
Исследования подводных конструкций
Исследования бионических механизмов
Особенности конструкций животного
Сооружение скелета моллюсков
Конструктивные особенности строительства осьминогами
Гидродинамические аспекты бионики
Механизмы движения рыб и моллюсков
Гидроаэродинамика морских организмов
Описание аэродинамических и гидродинамических конструкций
Синтез конструктивных структур
Синтез элементов и систем
Манипуляторы в океанических организмах
Получение фильтрации
Опреснение морской воды
Газообмен под водой
Селективное накопление вещества
Исследования иоэнергетики
Источники электрического тока
Механизм биолюминесценции

На главную страницу сайта