Читать «На пути к бионике» онлайн - страница 120

Особенно интересно, что гидролокационный аппарат китообразных значительно лучше защищен от воздействия помех, чем самый совершенный сонар. Тот же Келлог пытался дезориентировать афалин, ищущих пищу, записанными ранее на пленку различными громкими сигналами. Животные без труда отличали свои сигналы от искусственных, хотя полезные сигналы были в десятки раз слабее мешающего шума.

Как же, по современным воззрениям, устроен гидролокатор китообразных?

Чтобы ответить на этот вопрос, пойдем обратным путем, от техники к природе. Мы найдем в организме дельфина все основные функциональные узлы стандартного локатора: источник колебаний, передающую антенну, формирующую направленный луч, приемную антенну, приемник излучения, обрабатывающий принимаемую информацию и выдающий координаты цели.

Предполагают, что источником звуковых и ультразвуковых колебаний у китообразных является наружный надчерепной носовой проход, причем звуки различных частот возникают в разных его отделах. Диапазон излучаемых частот очень широк - от нескольких десятков герц до 200-250 килогерц. Максимум интенсивности звуков лежит в диапазоне 20-60 килогерц. Звук может подаваться непрерывно или короткими импульсами, на одной частоте или с постепенным ее изменением. Интересно, что китообразные подают звуки за счет циркуляции воздуха в дыхательных путях, не выпуская его через дыхало наружу.

До сравнительно недавнего времени было неясно, как устроена передающая антенна дельфинов, каким образом они ухитряются фокусировать ультразвуки, посылать импульсы в нужном направлении, что является непременным условием работы любого локатора. В 1962 году американские исследователи Вильям Эванс и Джон Прескотт высказали предположение, что выпуклая жировая подушка, расположенная на челюстях и межчелюстных костях, и вогнутая передняя поверхность черепа дельфинов действуют как звуковая линза. Аналогичная гипотеза была выдвинута и советскими учеными В. Бельковичем и А. Яблоковым. Роль рефлектора генерируемых дельфином ультразвуков ученые отвели его черепу. Таким образом, согласно гипотезе Эванса-Прескотта и Бельковича - Яблокова, "линза" и "рефлектор" - это те органы в природном гидролокаторе дельфина, которые играют роль передающей антенны, концентрируют сигналы, излучаемые носовым проходом, и в виде звукового пучка направляют их на лоцируемый объект. Меняя форму жировой подушки, которая снабжена собственной мускулатурой, дельфин может "ощупывать" пространство впереди себя и широким, рассеянным пучком ультразвука, и очень узким, концентрированным. Исследования последних лет внесли некоторые уточнения в эту гипотезу.

Оказалось, что природная линза дельфина преобразует сферический фронт звуковой волны в плоский. Это позволяет мозгу дельфина наиболее экономно обрабатывать получаемую информацию и не менять способ обработки при приближении животного к интересующему его предмету. В отличие от многих локаторов, созданных человеком, передающая антенна дельфина не переключается на прием отраженных сигналов. Дельфины снабжены отдельной приемной антенной. Ею, возможно, является нижняя челюсть животного, от которой к каждому внутреннему уху тянется жировой тяж. Поясним, что внутреннее ухо китообразных очень хорошо изолировано и экранировано. Наружный слуховой проход и упомянутый жировой тяж являются единственными каналами, по которым звуковой сигнал может проникнуть во внутреннее ухо. Итак, отраженные сигналы принимают уши дельфина, а обработку сигналов производит их великолепный мозг.