Беседы о бионике

В последние годы было установлено, что эхолокаторами природа наделила не только гвачаро. Это "шестое" чувство очень широко распространено в мире животных. Так, например, кулики, козодои и некоторые певчие птицы, застигнутые в полете туманом или темнотой, "ощупывают" своим криком землю. Прислушиваясь к эху, они узнают о высоте полета, о препятствиях на пути. Сориентируются путем эхолокации и насекомые, морские свинки, крысы, сумчатые летяги и даже обезьяны.

Давайте же, читатель, вместе пройдемся по лабораториям старейшего в мире "локационного института" природы, заглянем в его "мастерские", патентную библиотеку, конструкторские бюро и выясним, что можно здесь позаимствовать для дальнейшего развития локационной техники, созданной за последние 25 — 30 лет учеными и инженерами.

Длительное время казалась весьма загадочной способность летучих мышей летать в абсолютной темноте, их виртуозное умение ловить на ходу между деревьями, между их мелкими ветвями крохотных комаров, бабочек, жуков, поденок и других насекомых, не натыкаясь на встречные препятствия. В 1793 г. выдающийся итальянский натуралист Ладзаро Спалланцани проделал такой опыт: ослепил небольшого нетопыря и выпустил его в темную лабораторию. Результат эксперимента оказался поразительным — ослепленная летучая мышь летала по комнате так же свободно, как и зрячая, не задевая ни одного из хитро расставленных в лаборатории предметов. Через некоторое время ученый лишил зрения нескольких летучих мышей и выпустил их на волю. Желая выяснить, сохранили ли они способность продолжать свою обычную жизнь, Спалланцани на пятый день взобрался на верхушку колокольни собора в Павии (где жили ранее подопытные животные), поймал четырех ослепленных им нетопырей и произвел их вскрытие. При этом было установлено, что слепота ничуть не мешала им на лету настигать добычу — желудки ослепленных летучих мышей были набиты остатками насекомых так же туго, как и у зрячих экземпляров.

Значит, шестое чувство помогает нетопырям хорошо ориентироваться и маневрировать в темноте, обнаруживать и ловить без промаха в воздухе насекомых! — заключил Спалланцани.

Опыты Спалланцани повторил один швейцарский биолог. Эксперименты убедили его, что слепые животные летают не хуже зрячих. Но когда он тампоном из ваты заткнул им уши, то летучие мыши стали натыкаться на все встречавшиеся в полете преграды.

Узнав об экспериментах своего швейцарского коллеги, Ладзаро Спалланцани решил проверить их. Многочисленными опытами, отличавшимися ювелирной тонкостью, большой изобретательностью и разнообразием, Спалланцани незадолго до своей смерти твердо установил, что нарушение деятельности таких органов чувств, как зрение, осязание, обоняние и вкус, никакого влияния на полет летучих мышей не оказывает. Лишь при закрытии рта или ушей они теряют способность к ориентации. Однако эти важнейшие открытия, сделанные на рубеже XVIII и XIX веков, не были поняты современниками ученого; более того, они были высмеяны, отвергнуты, а затем почти совсем забыты. Досужие критики выдвинули получившую широкое распространение гипотезу, согласно которой летучие мыши обладают неким тонким чувством осязания, органы которого, вероятно, расположены в перепонках крыльев, благодаря чему они и обнаруживают препятствия на расстоянии и избегают столкновений с ними.

Полтора века спустя решением так называемой "спалланцаниевой проблемы летучих мышей" занялись три американца — Г. Пирс, Д. Гриффин и Р. Га-ламбос. Экспериментируя с летучими мышами, они плотно закупоривали им воском рот или нос. И в том и в другом случае выпущенные в темноту комнаты летучие мыши совершенно теряли способность обнаруживать как большие, так и малые предметы, натыкались на стены и на любые другие препятствия, расставленные на пути их полета.

Теперь главный секрет ориентации летучих мышей можно считать раскрытым — они обладают поразительными по своему совершенству органами ультразвуковой локации! — заявили ученые. И действительно, точная электронная аппаратура позволила исследователям установить, что летучие мыши испускают неслышимые для человека ультразвуки и воспринимают их эхо, которое в полной темноте предупреждает о препятствиях или близкой добыче. С помощью ультразвуковых волн летучая мышь как бы ощупывает окружающее пространство. Своеобразный локатор помогает ей не только определять направление и расстояние до предметов, но и различать их между собой.

Изумительное мастерство в использовании ультразвуковых волн для получения сложных сведений об окружающем пространстве летучие мыши, разумеется, приобрели не сразу. Они обрели его в процессе длительной эволюции и прежде всего потому, что звук является удобным, если не единственным, способом ориентировки в тех условиях, в которых им приходится жить и перемещаться.

Каковы же конструкция и режим работы природного локатора летучей мыши?