Netopier

Čo by sme mali vedieť o echolokačných schopnostiach netopierov?

Aby ste pochopili činnosť netopierieho echolokátora tak sme pre vás vybrali text z knižky , ktorá sa zaoberá touto problematikou. Prečítajte si, zapamätajte a cvičte, kým to nedokážete cvičiť z pamäte zvieracieho mozgu.

Netopierí echolokátor.
Dokonalosť netopierích schopností je v tomto smere skutočne obdivuhodná. Netopierí sonar je klasickým učebnicovým predmetom bioniky, disciplíny zaoberajúcej sa technickými aspektmi prírodných „vynálezov“. Nesmieme zabudnúť, že v tomto smere sú medzi jednotlivými formami nemalé rozdiely. Všeobecne tak môžeme napríklad konštatovať, že základné pracovné frekvencie sonaru sú nepriamo úmerné veľkosti netopiera, avšak závisia i na iných skutočnostiach, ktoré poznáme iba veľmi neúplne. Detailné informácie o úprave sonaru máme dosiaľ iba u niekoľkých druhov.
A. Vydávaný signál je štandardizovaným zvukovým pulzom frekvencie 20 – 160 kHz, dĺžky 0,7 – 60 ms, opakovaný 5 – 10 krát za sekundu. Intenzita zvuku je 40 – 150 dB, tlak zvukovej vlny 0,1 – 30 Pa, vlnová dĺžka 0,6 – 5 mm. Zvuková štruktúra pulzu je pre jednotlivé skupiny špecifická – v zásade môžeme rozlíšiť dva druhy: 1. CF (constant frequency) sonar, pracujúci s konštantnou pre daný druh špecifickou frekvenciou; 2. FM (frequency modulated) sonar – výška tónu sa v priebehu trvania pulzu mení – začína vysokým a končí nízkym. Frekvenčný rozsah zvuku v rámci jedného výkriku môže dosahovať 0 – 60 kHz. V mnohých skupinách sa stretávame tiež s rôznymi kombináciami obidvoch možností. Dalšou charakteristikou je počet harmonických tónov. V jednotlivých modifikáciách CF i FM sonaru sa stretávame s pestrou škálou možností: od stavu, kedy je všetka intenzita hlasu sústredená do jediného tónu (CF) či jednej tónickej série (FM) až po prípady, kedy je rozdelená viacmenej rovnomerne medzi 2 – 4 harmonické tóny.
B. Príjem a analýza ozveny. Celkový rozsah počuteľnosti 0,2 – 200 kHz. Prahová citlivosť pre jednotlivé frekvencie je značne premenlivá, najvyššia medzi 20 – 120 kHz. Sluchové vnímanie vlastných hlasov je možné zoslabiť o 20 – 30 dB pomocou rýchlych sťahov strednoušných svalov. Netopiere môžu rozlíšiť dva stimuly časovo oddelené iba 0,3 ms.
C. Operačné vlastnosti netopierieho sonaru: rozlišovacia schopnosť dosahuje až 0,05mm, dosah 5 – 500 m, uhlová rozlišovacia schopnosť – bežne 5 stupňov, energetický výkon zhruba 0,1 – 20 Wh..

Jeden z druhov, čo do echolokačných schopností najlepšie preskúmaných, je vrápenec veľký (Rhinolophus ferrumequinum). Je to typický predstaviteľ CF – netopierov. Jeho echolokačné signály tvoria čisté tóny frekvencie 83,3 kHz bez harmonických násobkov. Sú pomerne veľmi intenzívne (140 dB). Pri echolokácii je každý výkrik zakončený náhlym poklesom frekvencie. Je to pravdepodobne signál pre zmenu sluchového režimu. V priebehu výkriku je totiž sluchový analyzátor prakticky vyradený z prevádzky. Až s poklesom frekvencie výkriku sa uvoľňuje sťah strednoušných svalov a dá sa analyzovať ozvena. Frekvenčný zlom v ozvene potom stimuluje ich opätovný sťah a celý cyklus sa opakuje. Hlasový prejav a príjem ozveny sa tu teda časovo vylučujú. Vrápence, na rozdiel od iných netopierov, vysielajú echolokačné hlasy nosom. Ústie hrtanu je výrazne rozšírené a jeho záver, premenený na zvláštny pohyblivý val, sa pri echolokácii vsúva do hltanového vyústenia nosnej dutiny, takže hlasové cesty sú hermeticky oddelené od hltanu a ústnej dutiny. Prúd tlakových vĺn, vznikajúci vytláčaním vzduchu cez napnuté hlasivkové svaly, prechádza postupne dvomi rezonančnými priestormi – záverom hrtanu a rozšírenou nosnou dutinou. Vrápence majú obmedzené čuchové schopnosti a nemajú takmer žiadne pachové žľazy. Sú odkázané na podnety zvukové. Pozoruhodné úpravy nachádzame u nich na vysielači zvuku – vyústení nozdier. Ich okolie má zložito tvarované výrastky. Spodná časť, tzv. podkova, je vlastne parabolické zrkadlo, umožňujúce sústrediť vysielaný zvuk do úzkeho kužeľa. Stredná časť tzv. sedlo predstavuje zvukové tienidlo, napomáhajúce smerovacej funkcii podkovy. Pri love hmyzu letiaceho proti netopierovi môže rozdiel medzi výškou vyslaného hlasu a jeho ozveny dosahovať až desiatky kHz. Schopnosť túto skutočnosť kompenzovať je naozaj potrebná. Jednoduchou reakciou je zmena letovej rýchlosti. Netopiere môžu meniť i veľkosť rezonančného priestoru vnútorného ucha tak, aby počuli prijímaný zvuk nie v jeho skutočnej frekvencii, ale ako frekvenciu, pre ktorú sú vybavení najväčším počtom sluchových buniek, t.j. zhruba frekvenciu, na ktorej sami vysielajú. Zjednodušene by sme mohli povedať, že vrápenec robí všetko pre to, aby počul iba vlastný čistý tón. Je to najschopnejší ladič medzi cicavcami. Nervová koordinácia jednotlivých zložiek echolokácie je neobyčajne zložitá. Ešte obdivuhodnejšie je, ako precízne dokážu vrápence zladiť všetky tieto zložky s pohybom a letovými manévrami. Táto schopnosť je u nich až neuveriteľne dokonalá – vrápenec malý s rozpätím krídel asi 15 cm dokáže preletieť bez akýchkoľvek komplikácií spleťou jaskynných kanálikov o svetlosti iba 10 cm. Sonar vrápencov dosahuje najväčšiu presnosť na malé vzdialenosti. Na 1,5 m rozlíši vrápenec detail o priemere 2-3 mm, z 0,5 m zhruba 0,6 mm a pri priblížení na niekoľko centimetrov až 0,05 mm. Teraz sa pozrime na netopiere s FM sonarom. Ich echolokačné hlasy sú v podstate kratšie (1-10 ms), bývajú opakované častejšie (až 180 krát za sekundu) a ich intenzita je nižšia (100 – 120 dB). Skracovanie dĺžky výkriku a zvyšovanie počtu pulzov v časovej jednotke pri prílete k prekážke je ešte výraznejšia a na rozdiel od CF sonaru je pri tomto usporiadaní možné prekrývanie vlastného hlasu a ozveny predchádzajúceho výkriku. Väčšina FM – netopierov vydáva echolokačné hlasy ústami a stranový rozptyl signálu je väčší než u vrápencov. Môžu však pri kombinácii rôznych frekvencií získavať rovnako kvalitné informácie o svojom okolí a čo sa týka väčších vzdialenosti, dokonca ešte oveľa dôkladnejšie. Kľúčová výhoda FM sonaru spočíva predovšetkým v jeho menšej energetickej náročnosti. Postupné povoľovanie napätia hlasivkových svalov v priebehu výkriku je vlastne prirodzeným procesom, umožňujúcim plynulú obnovu síl pre ďalší výkrik. V porovnaní s CF – výkrikom podmieneným trvalým vysokým napätím hlasiviek je to spôsob omnoho pohodlnejší.

Vývoj echolokácie.
Ako asi vyzerali začiatky skutočnej echolokácie nám môže priblížiť situácia u dvoch foriem úplne inej skupiny lietajúcich obratlovcov – vtákov. U juhoamerického lelka gvachara jaskynného (Steatornis caripensis) a východoázijských rorýsov salangán (rod Callocalia), sa nezávisle na sebe vyvinula jednoduchá forma echolokácie, pravdepodobne súčasne s využitím možnosti bezpečne hniezdiť v jaskyniach. Napriek jednoduchému prevedeniu umožňuje sonar týchto vtákov orientovať sa v tmavom priestore a vyhýbať sa prekážkam veľkým iba 1,5 mm. Salangány vydávajú i pre nás počuteľné výkriky a čo je podstatné – tieto výkriky sa rýchlo za sebou opakujú. Tvar priestoru a veľkosť prekážky neposudzujú z jednotlivej ozveny, ale zo zmien tesne po sebe nasledujúcich ozvien. A práve tento princíp bol pre vznik sonaru zrejme najpodstatnejší. Výkrik salangán je tvorený zmesou najrôznejších tónov v rozmedzí 0,3- 20 kHz, najvyššiu intenzitu dosahuje na frekvencii 4 – 7,5 kHz. Aj tu sa prejavuje ďalšia tendencia dôležitá pre vznik dokonalého sonaru – obmedzenie frekvenčnej neutriediteľnosti zvuku a štandardizácia štruktúry jednotlivých výkrikov, teda obmedzenie činnosti hlasového orgánu tak, aby bol schopný produkovať v danom okamžiku iba jediný čistý tón, spojený však so svojimi harmonickými násobkami. Táto úprava im umožňuje odfiltrovať pri spracovaní sluchových vnemov charakteristiky vlastného hlasu a sústrediť sa na dôkladné zhodnotenie významu ozveny. Prvú etapu vývoja sonaru dosiahli zrejme už v priebehu najranejšej fázy rozdeľovania radu. Vývoj sonaru tu kráčal pravdepodobne ruka v ruke s rozvojom letových schopností. V pôvodnej podobe umožňoval sonar prvej generácie iba veľmi hrubú orientáciu a pri lokalizácii koristi mohol poslúžiť len výnimočne. Vtáci, ktorí na tejto vývojovej úrovni dokázali upraviť svoju potravinovú aktivitu tak, že vystačili iba so zrakom a čuchom mohli byť voči svojim echolokujúcim príbuzným v určitej výhode. Tieto faktory predznamenali vznik podradu kaloňov a najvýznamnejšie rozštiepenie pôvodnej línie radu. Napriek značnému vývoju zraku, ktorý sa stal hlavným orientačným zmyslom kaloňov, zostali pôvodné sluchové schopnosti vcelku nedotknuté. Dnešný druh počuje zvuky v širokom rozmedzí i viac ako 100 kHz, pričom vrchol citlivosti sa u nich pohybuje v rozmedzí 45 – 50 kHz. Niektoré z moderných foriem kaloňov začali osídľovať jaskyne a u jedného rodu sa dokonca vyvinula echolokácia. Vznikla ovšem nezávisle, bez akejkoľvek náväznosti na východiskové štádium. Echolokačné pulzy však nie sú vytvárané hlasivkami, ale vznikajú v ústach veľmi rýchlymi vibráciami jazyka. V praxi za dobrej viditeľnosti však dávajú prednosť zraku, alebo obidva spôsoby kombinujú. Akým spôsobom pokračoval vývoj sonaru v ostávajúcej vetve pranetopierov? Tie sa svojej pôvodnej loveckej stratégie prenasledovania pohybujúceho hmyzu nevzdali a tu im echolokácia mohla poslúžiť lepšie než orientácia zraková. Tak sa vytvoril sonar druhej generácie. Ten bol charakterizovaný produkciou krátkych, asi 1 ms trvajúcich výkrikov s konštantou frekvenciou s pomerne nízkofrekvenčným základným tónom a 3 – 4 jeho harmonickými násobkami. Tento primitívny CF sonar nachádzame dnes u skupín, ktoré sa formovali už v priebehu druhej polovice eoceánu. Vývoj v tomto štádiu zďaleka neskončil. Z ponúkajúcich sa možností ďalšieho vylepšenia naznačeného stavu je celkom logická cesta predlžovania dĺžky výkrikov. Za daného stavu však bola táto potreba realizovateľná zrejme len pomocou špeciálnych rezonančných priestorov. Zaujímavé sú echolokačné schopnosti netopierích mláďat. V živote malého vrápenca je v prvom rade dôležité dorozumievanie s matkou. Matky odlúčené od mláďaťa reagujú na jeho hlas vzrušenými, krátkymi a rýchlo sa opakujúcimi výkrikmi s výraznou zložkou FM. Na tento podnet sa mláďa snaží napodobniť matkin hlas čo do rytmu i frekvencie, teda synchronizovať svoj hlas s matkiným. Tento typ hlasovej výmeny predstavuje základný spôsob ich dorozumievania. Z ďalších dorozumievacích signálov možno spomenúť tzv. kontaktný hlas, vydávaný po dosiahnutí a ďalej pri telesnom kontakte. Tiež pri tejto kontaktnej komunikácii je výrazným hlasom synchronizácia hlasov obidvoch jedincov. Týmto spôsobom sa vlastne vrápence učia počúvať a produkovať zvuky frekvencie charakteristickej pre vlastný druh resp. materskú populáciu. U FM netopierov sa stretávame s odlišnými pomermi, i keď všeobecné zákonitosti sú u nich zhodné. I tu sú hlasy mláďat frekvenčne málo usporiadané, ich výškové rozpätie je neveľké, dosahujú iba nízkofrekvenčné oblasti ultrazvuku sčasti počuteľné i pre nás. Typickým prejavom je opäť hlas opustenosti, ktorý má obvykle podobu dvojzložkového výkriku. V priebehu vývoja mláďaťa sa hlas opustenosti mení. Súčasne sa rozvíja schopnosť vydávať vysokofrekvenčný ultrazvuk a používanie k echolokácii. Využívať schopnosti FM – sonaru sa musí mladý netopier učiť v priebehu svojej „letovej praxe“.

Keď si správanie netopiera naštudujeme, čo by malo nasledovať?
Znovu treba pravidelne cvičiť Čikung školu a naučiť sa vyvolávať stav echolokátora cez nervstvo svalov. Echolokátor beží v nosných dierkach a bioenergia s rezonanciou infrazvuku ( pocit ticha) alebo ultrazvuku ( pocit rezania dreva na cirkulári) sa pomocou zmeny koncentrácie vo svalstve tela riadi a zároveň posúva po celom tele ako dvaja malí hadíci. Vhodné je si naštudovať jogínske texty o Ide a Pingale.

Mohli by ste uviesť konkrétne cvičenia?
1. Krátke zvukové signály z nosa a úst, rýchlosť 340 m/s, návrat podobe echa do uší, signály idú rýchlo za sebou.
2. Ozvena od stromu, kameňa, vody je iná; zvukové videnie.
3. Vysiela krátke zvukové signály do okolia a vidí ušami.
4. Netopier Chiroptera – veľkosť myši; netopier Pteropus- veľkosť vrany; netopier Psí – hlava ako malý pes; netopier Líška – hlava ako líška, rozpätie krídel až 1,5 metra.
5. Netopiere sa živia hmyzom.
6. Netopiere vegetariáni sa živia šťavou z kvetov.
7. Netopiere krvilačné sa živia krvou cicavcov; prisadne na korisť tichučko, lebo má na nohách „papučky“, ostré zuby spravia ranu, vylizujú a cicajú krv.
8. Cicanie krvi z prstov na nohe u človeka.
9. Niektoré netopiere sa živia rybami, ostré pazúry.

Signály sú krátené, ale výdatné, ultrazvuk 81 000 – 82 000 Hz za sekundu, všetko sa pohybuje v pásme ultrazvuku. Bližšie Frekvenčná hudba na mojich stránkach.