Реферат: Рукокрылые

  Рукокрылые единственные из зверей овладели истинным, машущим полётом. Происхождения древнего: миллионов 60 – 70 назад ,у каких – то первобытных древесных насекомоядных развились сначала летательные перепонки по бокам тела, подобные тем, которые мы видим сейчас у кагуана и которые затем были преобразованы эволюцией в настоящие машущие крылья.     

   Крылья ящеров – птеродактилей натянуты были помимо плеча и предплечья на очень длинном мизинце. У рукокрылых перепонку крыла поддерживают кости четырёх очень длинных пальцев «рук». Третий палец равен обычно длине головы, тела плюс ноги! Лишь конец первого, то есть большого, пальца свободен, выступает из переднего края перепонки и снабжён острым когтем. У большинства крыланов свободен и крохотный коготь второго пальца. Пальцы задних конечностей – с когтями и от перепонки свободны. Ими рукокрылые, отдыхая днём или в зимней спячке, цепляется за ветки и другие предметы: повиснут вниз головой, плотно прижав к телу свои эластичные крылья, мускулатура которых, сокращаясь, стягивает и уменьшает их поверхность.

  На мускулы, приводящие крылья в движение, приходится лишь 7 процентов веса животного (у птиц в среднем 17). Однако на грудине у рукокрылых вздымается небольшой, подобный птичьему киль, к которому крепятся главные из этих мышц. 

  Все рукокрылые днем спят, активны в сумерках и ночью. Обитают во всех странах света, за исключением Арктики и Антарктиды, за северный полярный круг проникает лишь один вид. Новорождённых один, редко два, сосков у самок одна пара на груди. Только у рода лазиурус четыре соска. Детёныши растут быстро. Живут летучие мыши сравнительно долго 15 – 20 лет.   

  Длина тела рукокрылых от 3 до 40 сантиметров, размах крыльев от 18 до150 сантиметров, вес от 4 до 900 граммов. В отряде рукокрылых два подотряда: летучие мыши и крыланы. Первые все без исключения наделены ультразвуковыми эхолотами, у вторых, по–видимому, лишь немногие виды.  

                                          ЧУДО НАТУРАЛЬНОЕ     

Старое финское поверье, очевидно полагая, что все люди грешны, утверждает: душа всякого спящего человека покидает его тело в образе нетопыря, чтобы к утру вернуться и упасть перед пробуждением в свою грешную оболочку. Убить летучую мышь -  значит, убить уснувшего человека (вывод, несмотря на нелепые исходные постулаты, весьма полезный!).   

  Летучие мыши -  предвестники несчастья, гонцы смерти и беды, крылатое уведомление о близком шторме на море и нападении бандитов…

  Много – много подобных и ещё худших сказок суеверная        фантазия нагромоздила вокруг доброго имени нашего большого друга, которого народ римский назвал «Воспертилио». Но чудо не мистическое, а естественное, которым наделила природа летучих мышей, долго разум человеческий не мог постичь и разгадать.

  Проникновение в тайну началось ранним утром летнего дня 1793 года, когда учёный – аббат Ладзаре Спалланцани забрался на колокольню собора в Пауле. Он собрал там в мешок уснувших на рассвете летучих мышей, спустился с колокольни и пошёл домой.

  Там он выпустил их в зале. От потолка к полу в нём были натянуты тонкие нити, много нитей всю комнату они опутали. Выпуская каждую мышь, Спалланцани заклеивал её глаза воском. И вот по старому залу заметались крылатые тени.

  Но ни одна слепая летучая мышь не задела за нитку! Ни одна! Словно глаза им не нужны были, чтобы видеть.

  Спалланцани потом отпустил этих мышей на волю. А рано утром на следующий день опять полез на колокольню, снова наловил летучих мышей. Среди них были и старые его знакомые – слепые зверьки. Он вскрыл их – желудки полны комаров! Значит, чтобы продуктивно охотиться, крылатым зверькам совсем не нужны глаза.

Спалланцани решил, что летучие мыши наделены, каким – то особенным, неведомом нам шестым чувством, которое и помогает им ориентироваться в полёте.

  Швейцарский натуралист Шарль Жюрин узнал об опытах Спалланцани. Он повторил их: да, слепые мыши летают не хуже   зрячих. Тогда Шарль Жюрин заткнул их уши воском.

  Результат был неожиданным: летучие мыши перестали различать окружающие предметы, стали натыкаться на стены точно слепые.

  Не могут же они видеть ушами?!

  Спалланцани, когда узнал об опытах Шарля Жюрина, подумал     вначале, что здесь какай – то ошибка. Он решил проверить, так ли это.   

  Спалланцани изготовил тонкие медные трубочки точно по размеру      ушных отверстий летучих мышей. Медные втулки вставил летучим мышам в уши, зверьки отлично летали и на препятствия не натыкались. Когда же трубочки заткнули воском, мыши «ослепли».

  В чём же дело? Спалланцани знал об этом не больше своих критиков. А критиков объявилось много, и все дружно осмеивали аббата – фантазёра. Жорж Кювье, знаменитый французский анатом

И палеонтолог, крупнейший авторитет в биологической науке того времени, тоже не хотел поверить, что слух имеет какое - то значение в ориентировке летучих мышей. Кювье выдвинул довольно остроумную гипотезу, которая должна была иначе объяснить таинственные способности летучих мышей. 

  Летучие мыши, говорил Кювье, обладают очень тонким осязанием. Особенно чувствительна у них кожа крыльев. Настолько чувствительна, что, приближаясь к препятствию, летучая мышь воспринимает сгущение воздуха, возникающее между её телом и встречным предметом. Это служит сигналом: впереди препятствие!                       И «пилот» изменяет курс. Больше ста лет продержалась гипотеза Кювье. Лишь в середине нашего столетия с помощью новейших приборов удалось установить наконец истину.

  Звук, как известно, - это колебательные движения, распространяющиеся волнообразно в упругой среде. Одно колебание в секунду называют герцем, а тысячу – килогерцем. Человеческое ухо слышит лишь звуки с частотой колебания от 16 – 18 герц до 20 килогерц. Более высокочастотные акустические колебания – уже ультразвук, нам не слышный. Ультразвуками летучие мыши «ощупывая» окрестности, наполняют окружающее их пространство, сокращённое мраком, до самых ближайших обозримых глазом предметов. В гортани летучей мыши в виде своеобразных струн натянуты голосовые связки, которые, вибрируя, производят звук. Гортань ведь по своему устройству напоминает обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через неё, возникает «свист» очень высокой частоты, до 150000 герц. 

  Летучая мышь может периодически задерживать поток воздуха. Затем он с такой силой выбрасывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление, проносящееся через гортань, воздуха вдвое больше, чем в паровом котле. Неплохие достижения для зверька весом от 5 до 20 граммов!

  В гортани летучей мыши возбуждаются кратковременные звуковые колебания – ультразвуковые импульсы. В секунду следует от 5 до 60, а у некоторых видов даже от 10 до 200 импульсов. Каждый импульс, «взрыв», длится обычно всего две – пять тысячных долей секунды (у подковоносов пять – десять сотых секунды).

  Краткость звукового сигнала – очень важный физический фактор. Лишь благодаря ему возможна точная эхолокация, то есть ориентировка с помощью ультразвуков.  

  От препятствия, которое удалено на 17 метров, отраженный звук возвращается к зверьку приблизительно через 0.1 секунды. Если звуковой сигнал продлится больше 0.1 секунды, то его эхо, отраженное от предметов, расположенных ближе 17 метров, зверёк услышит одновременно с основным звучанием.

  А ведь именно по промежутку времени между концом посылаемого сигнала и первыми звуками вернувшегося эха летучая мышь инстинктивно получает представление о расстоянии до предмета, отразившего ультразвук. 

  Поэтому звуковой импульс так краток.

  По–видимому, летучая мышь каждый новый звук сразу же  после того, как услышат эхо предыдущего сигнала. Таким образом, импульсы рефлекторно следуют друг за другом, а раздражителем, вызывающим их, служит эхо, воспринимаемое ухом. Чем ближе летучая мышь подлетает к препятствию, тем быстрее возвращается эхо и, следовательно, тем чаще издает зверёк эхолотирующие «крики». Наконец, при непосредственном приближении к препятствию звуковые импульсы начинают следовать друг за другом с исключительной быстротой. Это сигнал опасности. Летучая мышь инстинктивно изменяет курс полёта, уклоняясь от направления, откуда отражённые звуки приходит слишком быстро.   

  Действительно, опыты показали, что летучие мыши перед стартом издают в секунду лишь пять – десять ультразвуковых импульсов. В полёте учащают их до тридцати. С приближением к препятствию звуковые сигналы следуют ещё быстрее – до 50 – 60 раз в секунду. Некоторые летучее мыши во время охоты на ночных насекомых, настигая добычу, издают даже 250 «криков» в секунду.  

  Эхолокатор летучих мышей – очень точный навигационный «прибор»: он в состоянии запеленговать даже микроскопически малый предмет – диаметром всего 0.1 миллиметра!    

  И только когда экспериментаторы уменьшили толщину проволоки, натянутой в помещении, где порхали летучие мыши, до 0.07 миллиметра, зверьки стали натыкаться на неё. Летучие мыши наращивают темп эхолотирующих сигналов примерно за два метра от проволоки. Значит, за два метра они её и « нащупывают» своими «криками». Но летучая мышь не сразу меняет направление, летит и дальше прямо на препятствие и лишь в нескольких сантиметрах от него резким взмахом крыла отклоняется в сторону.

  С помощью эхолотов, которыми их наделила природа, летучие мыши не только ориентируются в пространстве, но и охотятся за своим хлебом насущным: комарами, мотыльками, жуками и прочими ночными насекомыми.

  В некоторых опытах зверьков заставляли ловить комаров в небольшом лабораторном зале. Их фотографировали, взвешивали – одним словом, всё время следили за тем, насколько успешно они охотятся. Одна летучая мышь весом 7 граммов за час наловила 1грамм насекомых. Другая малютка, которая весила всего 3.5 грамма, так быстро глотала комаров, что за четверть часа «пополнела» на 10 процентов. Каждый комар весит примерно 0,002 грамма. Значит, за 15 минут охоты было поймано 175 комаров – каждые 6 секунд один комар! Очень резвый темп.

  Сначала думали, что природными эхолотами обладают только мелкие насекомоядные летучие мыши вроде наших ночниц и нетопырей, а крупные летающие лисицы и собаки, пожирающие тонны фруктов в тропических лесах, их будто бы  лишены. Возможно, это так, но тогда, значит роузеттус представляет исключение, потому что летающие собаки этого рода наделены эхолокаторами.

   В полете роузеттусы все время щелкают языком. Звук (рожденный не гортанью, а языком!) прорывается наружу в углах рта, которые у роузеттуса всегда приоткрыты. Примитивный эхолот летучей собаки работает, однако, достаточно точно: миллиметровую проволоку, он засекает с расстояния в несколько метров.

  Все без исключения мелкие летучие мыши из подотряда микрорукокрылых наделены эхолотами. Но модели этих «приборов» у них разные. В последние время исследователи выделяют в основном три типа природных сонаров: шепчущий, сканоирующий и стрекочущий или частотномодулирующий тип.

   Шепчущие летучие мыши обитают в тропиках Америки. Многие из них подобно летучим собакам, питаются фруктами. Ловят так же и насекомых, но не в воздухе, а на листьях растений. Их эхолотирующие сигналы – очень короткие и очень тихие щелчки. Каждый звук длиться тысячную долю секунды и очень слаб. Услышать его могут только очень чувствительные приборы, так как его звуковая энергия в тысячу раз меньше, чем у наших летучих мышей. Иногда, правда, летучие мыши-шептуны «шепчут» так громко, что и человек их слышит. Но обычно их эхолот работает на частотах 150 килогерц.

  Скандирует подковонасосы. Подковонасосами они названы за наросты на морде, в виде кожистых подков двойным кольцом окружающим ноздри и рот. Наросты – своего рода мегафон, направляющий звуковые сигналы узким пучком в ту сторону, куда смотрит летучая мышь. Ультразвуки подковонасосы посылают в пространство, не через рот, а через нос.      

      Американская малая бурая ночница начинает свое «стрекотание» звуком с частотой около 90 килогерц, а заканчивает его нотой в 45 килогерц. За две тысячные доли секунды, пока длиться ее «крик», сигнал пробегает по шкале частот вдвое более длинный диапазон, чем весь спектр воспринимаемых человеческим ухом звуков!

    Часточно-модуляционный эхолот и у летучих мышей – рыболовов, пробив толщу вод, их «стрекотание» отражается от плавательного пузыря рыбешек, и его эхо возвращается к рыболову. Поскольку в рыбе больше 90 процентов воды, она почти не отражает подводных звуков. Но наполненный воздухом плавательный пузырь – достаточно «непрозрачный» для звука экран.

 Когда звук из воздуха попадает в воду и, наоборот, из воды воздух то теряет более 99,9 процентов своей энергии. Значить, сигналы летучей мыши, совершив двойной поход через границу «воздух – вода», должны потерять из-за высоких тарифов, которые здесь существуют, так много энергии, что сила звука станет в 1,5 миллиона раз слабее!

   Кроме того, будут и другие потери: не все звуковые волны отразятся от рыбы и не все, пробившись вновь в воздух, попадут в уши эхолотирующего зверька.

   Однако, Дональд Гриффин подсчитал, что рукокрылый рыболов получает обратно из под воды лишь вчетверо менее мощное эхо, чем обычная летучая мышь, эхолотирующая насекомых в воздухе. Это уже не так плохо.