Дельфины и дельфинотерапия: польза и лечение. Дельфины лечат ультразвуком
Ультразвук, как один из наиболее часто применяемых методов физической терапии, используется в нашей стране уже более 50 лет. «Ультра» в переводе с латинского означает «сверх», «за пределами». Ультразвуки - это те же звуки, которые буквально окружают нас - их издают и животные, и птицы, и насекомые, они есть в нашем голосе, в шуме ветра, шуршании песка или скрипе снега под ногами. Но мы их не слышим, так как этой способностью мы заплатили за возможность разговаривать друг с другом.
Текст: Юлия АЛМАЗОВА
Вместе с технологическими усовершенствованиями ультразвук прогрессировал от большой, громоздкой машины, воспроизводящей неоптимальные изображения, к переносному, удобному для использования и сложному прибору. Такая эволюция потребовала тесного единения физики, физиологии, медицины, техники и управления.
Сегодня человек научился генерировать и «слышать» ультразвуки, но… только с помощью физиотерапевтических приборов. Данное перспективное направление медицины в последние годы стало полноправной областью науки - биомедицинской радиофизики.
В основе ультразвуковой терапии лежит специфический характер взаимодействия ультразвука с биологическими тканями человеческого организма. Ультразвуковые колебания распространяются в тканях человека на вполне достаточную глубину и обладают выраженным терапевтическим эффектом.
НЕСЛЫШИМЫЕ ВОЛНЫ ЖИЗНИ
Человеческое ухо слышит звуки различной частоты (или длины волны) - от 17 Гц (20 м) до 20 000 Гц (1,65 см). Правда, с возрастом этот диапазон сужается. Но человек слышит далеко не все низкие и не все высокие звуки. Инфразвуки (они ниже частоты 17 Гц) и ультразвуки (они выше частоты 20 000 Гц) человек не слышит, хотя они постоянно присутствуют в природе.
Так, например, инфразвуки возникают в океане во время штормов и подводных землетрясений, а на суше - при вскрытии рек во время ледохода. Инфранизкие частоты способны воспринимать медузы, рыбы, чайки и другие морские обитатели. Улавливая инфразвук, они стараются покинуть опасные места заранее.
Человек не слышит инфразвуковых колебаний, но это не значит, что он их не ощущает. Частота в 6 Гц может вызвать у нас ощущение усталости, тоски, морскую болезнь. Инфразвук в 7 Гц особо опасен: смерть может наступить от внезапной остановки сердца. Частота в 5 Гц повреждает печень, а некоторые инфранизкие частоты способны вызвать приступ безумия. Определенные низкочастотные звуки действуют на слуховые анализаторы мозга и могут даже «убедить» человека бросить курить, соблюдать диету, усваивать иностранные языки и т.д. И этим пользуются для так называемого «кодирования».
А самый высокий звук, который слышит человек, - это писк комара. Но еще более высокие звуки (более 20 тыс. колебаний в секунду) человек уже не слышит - это и есть ультразвук. В ультразвуковых колебаниях человек не разбирается, хотя кошки, собаки и другие животные их слышат и используют.
Собакам доступны частоты до 60 000 Гц, а кошкам и мышам - еще больше. Но сильных ультразвуков никто из них не любит. Собак можно держать на почтительном расстоянии ультразвуковыми карманными «догчейзерами», а избавиться от присутствия мышей и крыс - специальными ультразвуковыми устройствами.
Ультразвуки также издают и воспринимают дельфины, летучие мыши, различные насекомые. Но самая фантастическая острота слуха в ультразвуковом диапазоне у летучих мышей. При полете они посылают прерывистые ультразвуковые сигналы на частотах от 30 000 до 150 000 Гц, а иногда и выше, и в паузах между ними своими ушами-локаторами принимают эхо от мельчайших мошек.
Ультразвуковая эхолокация позволяет этим уникальным летучим животным на высокой скорости обнаружить проволоку толщиной 0,1 миллиметра. Таких высоких результатов не добиваются даже с помощью самых современных радиолокаторов.
Изучая восприятие звуков у антропоидов, группа исследователей в Московском НИИ уха, горла, носа установила, что у них диапазон восприятия звуков меньше, чем у других животных, но достигает все же 40 000 Гц. Оказывается, здесь свою роль сыграло речевое общение. Люди постепенно утратили необходимость в широком частотном диапазоне голоса для передачи полезной информации. Появление речи сделало ненужным восприятие ультразвука.
Ультразвук, как и инфразвук, придает голосу эмоциональную окраску и содержит информацию о радости, страхе, недовольстве и т.д. Эти звуки с частотами до 100 000 Гц, а иногда и выше, до сих пор содержатся в нашем голосе, но воспринимаем мы их все хуже и хуже.
Ведь самый широкий диапазон мыслей можно передать словами на частотах от 200 Гц до 5000 Гц, но при этом, правда, можно скрыть свои негативные истинные намерения. Но некоторые люди, в большинстве своем женщины, все же могут улавливать ультразвуки и хорошо чувствовать настроение говорящего. Анализ ультразвуков в речи говорящего используют в «детекторах лжи» весьма успешно.
Но не только наши голосовые связки способны издавать ультразвуковые колебания. Такие колебания свойственны вообще любой живой ткани, и это экспериментально доказано работами доктора физико-математических наук Научно-исследовательского центра биомедицинской радиоэлектроники ИРЭ РАН В.И.
Пасечника, который использовал собственные ультразвуковые колебания живых биологических объектов - мышц, сосудов, печени, почек и т.д. - для разработки медицинских диагностических аппаратов.
Механические микроколебания (микровибрации) присутствуют в организме благодаря не только пульсовой активности сердца (инфразвуковые частоты) и сосудистомышечной активности (звуковые частоты), но и благодаря воздействиям внешней среды.
Ультразвуковые волны тканей человеческого организма бегут к поверхности с большой глубины и несут важнейшую информацию о состоянии разных органов. Так что все наши органы буквально «поют хором» на ультразвуковых частотах.
ДЕЛЬФИНЫ «ВИДЯТ» ПЛАЧ РЕБЕНКА
Не секрет, что некоторые животные безошибочно «считывают» наше подсознание, угадывания сокровенные желания.
На другой стороне Гольфстрима, в местечке Грэсси Ки, неподалеку от Майами, расположен Флоридский центр изучения дельфинов. Психолог центра Дэвид Натансон проводил интересный эксперимент. Он заходил в воду, держа на руках пятилетнего Билли Райнера, который от рождения страдает болезнью Дауна.
По свистку тренера дельфин по кличке Алета устремляется к людям. Натансон показывает мальчику фотографию детской площадки и спрашивает: «Что это?». Билли недовольно ерзает. «Если ты хочешь поиграть с Алетой, то должен сказать, как это называется», - настаивает Натансон. «Горка», - выпаливает Билли. Его мама, наблюдавшая за этой сценой, радостно хлопает в ладоши. Впервые в жизни ее сын без подсказки узнал и правильно назвал предмет.
Натансон сажает мальчика на дельфина, чтобы тот мог немного покататься. По словам Натансона, «между ними существует взаимопонимание, которое я не могу объяснить». Животные обращаются с мальчиком очень осторожно, как будто понимают, что он не такой, как все. А у Билли появляется стимул к учебе.
Исследование за исследованием ученые делают удивительные открытия об этих загадочных млекопитающих. Они утверждают, что дельфины действительно говорят друг с другом, извещая свистом как о себе, так и о других дельфинах в стае, а также приходят друг другу на помощь. Дельфины обладают настоящей радиолокационной системой (ультразвуковым сонаром, который находится в их черепной коробке), с помощью которой «видят» ушами под водой акустические картинки, «просвечивая» встречающиеся предметы насквозь.
С помощью ультразвуковых волн они «видят» и определяют в мутной воде и в темноте на расстоянии 100 метров любые предметы размером с человеческий кулак и даже способны обнаружить маленькую дробинку за десятки метров. Ультразвуки помогают дельфину легко ориентироваться и отличать, например, живую рыбу от неживого предмета такой же величины и формы. Они могут моделировать звуковые сигналы, осуществлять обмен акустическими картинками.
Умственные способности дельфинов и их привязанность к людям натолкнули психолога американского центра изучения дельфинов Дэвида Натансона на мысль заняться необычными экспериментами. С помощью 15 дельфинов психолог проводит занятия с детьми и взрослыми, страдающими такими болезнями, как синдром Дауна, водянка головного мозга, церебральный паралич, мускульная дистрофия, травмы головы и позвоночника.
Когда шестилетний Дин-Пол Андерсон впервые попал к Натансону в 1989 году, он не мог произнести ни слова. У него с рождения была болезнь Дауна, и мальчик был очень застенчивым и замкнутым. Но после еженедельных занятий Дин-Пол стал разговорчивым и общительным ребенком. Дельфины сумели найти ключ к его сознанию, и Дин-Пол «открылся».
Благодаря биофизическому воздействию дельфина у человека нормализуется деятельность коры головного мозга, сердечно-сосудистой системы. Ведь дельфинам доступно даже «видение» плача больного ребенка. Многие ученые считают дельфина одним из самых разумных животных на свете.
ОТКЛИК НА «РОДНОЙ» УЛЬТРАЗВУК
Организм человека - сложно организованная, динамическая и саморегулирующаяся колебательная система, которая под влиянием внешних частотных воздействий может давать резонансные ответы. Функциональная динамика состояния человеческого организма отражается в динамике его физических полей и излучений: инфракрасных, акустических, оптических, электромагнитных.
Поскольку наши органы и различные ткани вибрируют и излучают ультразвук, то тонкие механизмы, которые управляют этим процессом, подвержены воздействию даже слабых внешних акустических полей. Любой звуковой раздражитель при большой силе (высокой интенсивности) и продолжительности способен нанести акустическую травму.
Особенно вреден для организма интенсивный шум выше 95 децибел. Децибел - одна десятая часть единицы измерения уровня громкости звука (названа по имени изобретателя телефона А. Белла). За нулевой уровень (0 децибел) принят минимальный звук, который человек ощущает, и называют его порогом слышимости. Взлетающий самолет превышает пороговую интенсивность звука более чем в 10 триллионов раз (более 95 децибел).
Под действием такого шума сужаются периферические сосуды, нарушается сердечный ритм, появляется головная боль, необычная бледность и нервно-психические нарушения. «Не переваривает» громкие звуки и желудок, что может привести даже к язве. Так что специальные наушники и шлемы не всегда защищают нас от неблагоприятных воздействий звукового шума.
С другой стороны, на Древнем Востоке существовала пытка тишиной, когда преступника заточали в специальную «башню молчания», куда не проникал ни один звук извне. Нарушение психики, а затем и других функций организма, заканчивалось смертью. И это закономерно. Ведь слабые воздействия возбуждают жизненные процессы, средние - активизируют, сильные - тормозят, а очень сильные - парализуют. Но их полное отсутствие также вызывает те или иные расстройства.
Любая форма жизни обладает собственным уникальным спектром биоэлектрических колебаний, т.е. каждый микро- и макроорганизм имеет собственный спектр частот. У каждого человека также есть своя собственная частота вибрации клеток и органов. Известный немецкий исследователь Морель, создавая теорию и технику биорезонанса, «разложил» человека на конкретные полочки с частотами органов и систем.
До него еще доктор Рейнхард Фолль, награжденный Папой Римским за открытие электропунктуры (воздействие электрическими импульсами низкой частоты) золотой медалью, выяснил, что, скажем, печень «работает» на колебаниях 7 герц, сердце - на 5 герцах, почки - на 9 герцах. Морель пошел дальше, стараясь выявить взаимосвязи частот и органов. Получилось более 64 параметров. Трудно представить такое количество регуляторов, которые нормализуют состояние здоровья в целом.
Человеческий организм способен не только реагировать в широком диапазоне частот воздействия (вплоть до 10 9 Гц и выше), но и отвечать строго определенными реакциями на отдельные частоты, причем амплитуда воздействующего сигнала может быть ничтожно малой (т.е. лежать ниже сенсорного (ощущаемого) порога).
Идея резонансной биостимуляции получила свое подтверждение в работах А. Я. Креймера о вибрационных воздействиях на организм. Вибровоздействия в определенном частотном диапазоне оказывают лечебное и восстанавливающее действие. Биологический резонанс представляет собой резкое нарастание амплитуды колебаний в биосистеме при предлагаемом извне принудительном колебании с частотой, постепенно приближающейся к той, которую имеет сама система. Наиболее воспринимаемы те частоты внешнего лечебного воздействия, которые существуют в самом здоровом организме.
При заболеваниях природные биоритмы организма нарушаются. Оптимально подобранные параметры ультразвуковых колебаний физиотерапевтических приборов вызывают отклик в организме, восстанавливая его природные биоритмы акустического поля.
Таким образом, можно «навязать» организму при выраженном функциональном нарушении ритмической деятельности работы внутренних органов здоровые волны (вибрационные характеристики). На этом принципе упорядочивания ритмической активности основаны современные приборы биорезонансной терапии, которые являются чудесными «фильтрами», способными автоматически отсеять волновые частоты болезни от «волн здоровья».
Частота и интенсивность акустических полей физиотерапевтических приборов подбирается таким образом, что организм человека воспринимает эти ультразвуковые колебания как свои собственные и не сопротивляется этому воздействию, образно говоря, подстраивается под норму, восстанавливая генетическую память биологических ритмов здорового организма.
Ультразвуковые колебания, излучаемые приборами, передаются в мозг, и нервная система человека вынуждена приспособиться к новому здоровому ритму и перейти на новую нервную активность. При заданных низких физиологических (имеющих место быть в организме) частотах, даже при очень незначительной амплитуде внешнего ультразвукового воздействия, значительно усиливаются нормальные и ослабляются патологические колебания в организме.
Таким образом, суть действия приборов биорезонансной терапии в том, что они регулируют и активизируют собственные защитные силы организма для борьбы с недугом, обеспечивая самовыздоровление, никоим образом не нарушая при этом энергоинформационного равновесия организма. Ведь лечить заболевания тех или иных органов может сам организм - величайший в мире лекарь и фармацевт.
ЛЕКАРСТВЕННАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ «ЭКСПРЕСС-ПОЧТА»
В 1954 году немецкий доктор Р. Фолль, возможно, случайно заметил, что у больного, который коснулся рукой лекарства при измерении потенциала биологически активных точек на коже (проекций органов), изменились его показатели. Так было сделано открытие: лекарства даже на расстоянии меняют энергетическое состояние человека и его органов - сердца, почек, печени и целых систем.
И особенно хорошо, как выяснилось, действуют гомеопатические лекарства. Видимо, потому, что, согласно исследованиям, они обладают особо выраженной волновой природой. Каждое лекарство по своей сути представляет своеобразный волновой генератор, заключенный либо в спиртовом растворе, настойке, либо просто в воде, масляной эмульсии, креме, мази.
Известно, что ультразвук может повышать проницаемость клеточных оболочек (мембран) и ускорять процессы обмена веществ путем диффузии (распространения), а изменение рН (количественной меры активной кислотности или щелочности среды) воспаленных тканей в щелочную сторону вызывает резкое уменьшение воспалительных явлений и боли.
У ультразвука есть еще одно замечательное свойство - вызывать повышение проницаемости кожи. Ведь наша кожа - это уникальная защита от проникновения чужеродных для нашего организма компонентов. И только очень немногие лекарства и гормоны действительно могут проникать в кожу в очень малых количествах.
Сегодня в физиотерапии широко применяется метод ультрафонофореза (лат. ultra - «сверх, за пределами» + греч. phōnē - «звук» + phorēsis - «несение, перенос», синоним «фонофорез») лекарственных средств, объединяющий воздействие на определенные участки тела двух факторов: физического (т.е. ультразвука) и химического (лекарственного препарата), вводимого в организм с его помощью.
При процедурах лекарственного ультрафонофореза, когда между излучателем и кожей помещают лекарственное средство, в так называемом кожном депо идет накопление малых доз этого лекарства, и затем в течение длительного времени оно используется организмом для воздействия на патологический процесс в щадящем режиме.
Для ультрафонофореза подбираются такие лекарственные вещества, которые действуют с ультразвуком однонаправленно, для усиления одной из сторон его действия: обезболивающего, спазмолитического, противовоспалительного и др.
Совместное действие ультразвукового прибора и лекарств усиливает их лечебный эффект в несколько раз. Под действием ультразвукового давления молекулы лекарственных веществ приобретают большую подвижность, быстро и прямым путем проникают вглубь тканей (фонофорез), откуда легко распространяются (диффундируют) в кровь и лимфу.
Это позволяет довести до нужных слоев кожи запланированную концентрацию действующего вещества и тем самым достичь максимальной эффективности. Очень эффективен такой ультрафонофорез с противовоспалительными, сосудорасширяющими, обезболивающими мазями, антибиотиками при травмах, заболеваниях позвоночника, суставов, в дерматологии.
К числу достоинств ультрафонофореза относится отсутствие ятрогенного (вызывающего вторичные заболевания) повреждающего действия на внутренние органы, в частности, желудочно-кишечный тракт, нередко развивающегося при фармакотерапии, и особенно при систематическом приеме нестероидных противовоспалительных средств (например, аспирина (ацетилсалициловой кислоты), ибупрофена, напроксена, кеторолака, бутадиона и др.).
Дельфины генерируют ультразвуковые щелчки в носовых проходах благодаря "дыхалу". Эти звуковые волны фокусируются в узкий пучок в куполообразной, заполненной жиром полости, называемой "мелон". Этот пучок затем направляется на потенциальные препятствия. Возвратное эхо достигает внутреннего уха дельфина через акустический канал в его нижней челюсти, которая заполнена жиром.
Кашалот тоже может послать сигнал, и эхо этого сигнала вернётся к нему от его возможной добычи – кальмара, плывущего в полукилометре от него. Но зато и особый орган, посылающий сигналы и находящийся в голове у кашалота, огромный – до 5 м в длину; из-за этого голова животного непропорционально велика. Киты используют ультразвуковой шум в качестве оружия, оглушающего рыбу. С 1942 года у исследователей появились сведения, что дельфины и зубатые киты испускают ультразвуковые эхолокационные щелчки, которые используют для навигации и для ловли рыбы в мутной воде. Работая с гавайским вертящимся дельфином, исследователь китов профессор Кен Норрис установил, что, направляя ультразвуковые сигналы на косяки рыб, киты могут оглушать и даже иногда убивать рыбу. Эти сигналы заставляют наполненные воздухом плавательные пузыри рыб резонировать так интенсивно, что вибрация, передающаяся тканям тела, дезориентирует рыб.
В воде ультразвуковые щелчки вертящегося дельфина идут быстрее, чем в воздухе, и проходят внутрь тела рыбы. Не менее интересным стало открытие того, что дельфины могут использовать не только очень высокие, но и низкочастотные звуки для оглушения добычи. В 2000 году доктор Винсент Жаник изучал обыкновенную афалину в заливе Мори-Ферт (графство Элгиншир). Он установил, что афалины издают характерный резкий шум из низкочастотных звуков исключительно во время еды. Поскольку сами дельфины нечувствительны к низким частотам, Жаник предполагает, что дельфины издают эти звуковые сигналы для оглушения добычи.
До недавнего времени также считалось, что дельфины способны генерировать только один ультразвуковой сигнал, но обнаружилось что это не так, они генерируют два подобных ультразвуковых сигнала одновременно.Ультразвук дельфинов может иметь лучи различной частоты и может быть направлен в разные стороны одновременно. Считается, что для формирования двух сигналов используется два независимых органа, что означает, что они работают независимо один от другого, и могут параллельно формировать ультразвуковые сигналы разной частоты и длины в различных друг другу направлениях. Ранее тоже было известно, что их два, но считалось, что один из них неактивен во время эхолокации.
Исследования эхолокации дельфинов проводились еще с 1960 года, и продолжаются, по сей день, но именно сейчас во время появления новых технологий множеству биологов удалось продолжить и продвигать исследования благодаря стараниям инженеров и техников. Многие биологи утверждают, что эти ультразвуковые колебания способны оказывать полезное и даже целебное воздействие на детей, страдающих аутизмом и людей с подобными заболеваниями.
Могла ли столь точная, удивительная система общения и способа добычи пищи у дельфинов и китов появиться случайно, без применения спланированной, направленной силы и задействия высшего разума?
У дельфинов очень хорошо развита слуховая память. Они способны не просто различить очень тихий звук на большом расстоянии, но и запомнить его. Долгое время ученые считали, что у дельфинов есть свой особый язык. Однако достоверного подтверждения этому до сих пор нет. Сейчас исследователи говорят скорее о некой системе звуковых сигналов, посредством которой дельфины общаются между собой. Она же помогает дельфинам легко ориентироваться в подводном мире.
Дельфины могут издавать сигналы двух типов: эхолокационные (сонарные) и «щебеты», говорящие об эмоциональном состоянии дельфина. Эхолокационные сигналы служат для исследования обстановки и обнаружения препятствий. Человек не может различить их - они испускаются на очень высоких, ультразвуковых частотах. Сигналы второго типа обычно называют «свистом» или «щебетом». У разных видов они немного различаются.
«Свист» служит многим важным целям. Благодаря ему дельфины распознают членов своего «клана». Этими же сигналами они сообщают друг другу о своем состоянии: «Я в беде», «Я рассержен», «Плыви ко мне». «Я в беде» - это высокий мелодичный свист, следующий за коротким и унылым. «Я рассержен» - это звуки, напоминающие лай. Тонкий визгливый писк - это призыв дельфиненка: «Мама, подплыви ко мне!» А тявкающий звук, свойственный только самцам, должен привлекать самок. Есть у дельфинов и звуки, обозначающие приветствие, прощание или беспокойство. Сейчас насчитывается около 40 видов таких сигналов.
В одиночестве дельфин молчалив, в паре - разговорчив, в стае - болтает почти без умолку. У каждого дельфина есть «имя», которое знают члены стаи и на которое он отзывается. Оно дается дельфину при рождении. «Имя» представляет собой короткий характерный свист, длящийся около 0,9 секунды.
Человеческая речь для дельфинов слишком медленна и многословна. Обмен сигналами у них проходит намного быстрее и при этом всегда «по делу». Дельфины могут испускать звуки, неслышимые человеческим ухом - к примеру, те же самые сонарные сигналы. Сами дельфины различают звуки в диапазоне от 100 Гц до 300 килогерц (для человека «потолок» - 20 килогерц, хотя отдельные музыканты способны различать звуки до 40 килогерц). Именно звуки различных частот, испускаемые дельфинами (в том числе и ультразвук), благотворно влияют на организм людей.
Самый говорливый представитель дельфиновых - это белуха, или белый кит. Эти животные могут издавать весьма разнообразные звуки. Они повизгивают, свистят на высоких частотах, издают мелодичные переливчатые трели и звуки, подобные кудахтанию, чириканью или мяуканью. Белухи могут даже подражать колокольному звону или голосам птиц, которых никогда не видели. За такие выдающиеся способности белух часто называют «морскими канарейками».
Другой, не менее голосистый вид дельфинов - это афалины. Они могут «лаять», пищать, «скрипеть», «щелкать», «жужжать», похрюкивать и даже испускать звуки, похожие на шум моторной лодки! Свои богатые таланты афалины нередко демонстрируют в океанариумах и дельфинариях.
Помимо звуковых сигналов, у дельфинов есть язык тела, который тоже используется для общения. Дельфины подают друг другу знаки головой, хвостом, плавниками, могут принимать позы, имеющие определенное значение. Иногда сигналами служат даже разные способы плавания.
Для чего люди изучают язык дельфинов? С древних времен люди не теряли надежды установить с дельфинами двусторонний контакт. Понимание языка дельфинов может открыть человеку доступ ко многим тайнам природы. Во-вторых, контакт с дельфинами позволить определить уровень их интеллектуального развития и понять, кто же все-таки умнее - дельфины или человек. А пока люди и дельфины общаются в основном на языке жестов и с помощью коротких стереотипных сигналов, понятных и тем, и другим.
Дельфины генерируют ультразвуковые щелчки в носовых проходах благодаря "дыхалу". Эти звуковые волны фокусируются в узкий пучок в куполообразной, заполненной жиром полости, называемой "мелон". Этот пучок затем направляется на потенциальные препятствия. Возвратное эхо достигает внутреннего уха дельфина через акустический канал в его нижней челюсти, которая заполнена жиром.
Кашалот тоже может послать сигнал, и эхо этого сигнала вернётся к нему от его возможной добычи – кальмара, плывущего в полукилометре от него. Но зато и особый орган, посылающий сигналы и находящийся в голове у кашалота, огромный – до 5 м в длину; из-за этого голова животного непропорционально велика. Киты используют ультразвуковой шум в качестве оружия, оглушающего рыбу. С 1942 года у исследователей появились сведения, что дельфины и зубатые киты испускают ультразвуковые эхолокационные щелчки, которые используют для навигации и для ловли рыбы в мутной воде. Работая с гавайским вертящимся дельфином, исследователь китов профессор Кен Норрис установил, что, направляя ультразвуковые сигналы на косяки рыб, киты могут оглушать и даже иногда убивать рыбу. Эти сигналы заставляют наполненные воздухом плавательные пузыри рыб резонировать так интенсивно, что вибрация, передающаяся тканям тела, дезориентирует рыб.
В воде ультразвуковые щелчки вертящегося дельфина идут быстрее, чем в воздухе, и проходят внутрь тела рыбы. Не менее интересным стало открытие того, что дельфины могут использовать не только очень высокие, но и низкочастотные звуки для оглушения добычи. В 2000 году доктор Винсент Жаник изучал обыкновенную афалину в заливе Мори-Ферт (графство Элгиншир). Он установил, что афалины издают характерный резкий шум из низкочастотных звуков исключительно во время еды. Поскольку сами дельфины нечувствительны к низким частотам, Жаник предполагает, что дельфины издают эти звуковые сигналы для оглушения добычи.
До недавнего времени также считалось, что дельфины способны генерировать только один ультразвуковой сигнал, но обнаружилось что это не так, они генерируют два подобных ультразвуковых сигнала одновременно.Ультразвук дельфинов может иметь лучи различной частоты и может быть направлен в разные стороны одновременно. Считается, что для формирования двух сигналов используется два независимых органа, что означает, что они работают независимо один от другого, и могут параллельно формировать ультразвуковые сигналы разной частоты и длины в различных друг другу направлениях. Ранее тоже было известно, что их два, но считалось, что один из них неактивен во время эхолокации.
Исследования эхолокации дельфинов проводились еще с 1960 года, и продолжаются, по сей день, но именно сейчас во время появления новых технологий множеству биологов удалось продолжить и продвигать исследования благодаря стараниям инженеров и техников. Многие биологи утверждают, что эти ультразвуковые колебания способны оказывать полезное и даже целебное воздействие на детей, страдающих аутизмом и людей с подобными заболеваниями.
Могла ли столь точная, удивительная система общения и способа добычи пищи у дельфинов и китов появиться случайно, без применения спланированной, направленной силы и задействия высшего разума?
И дельфины испускают ультразвук. Зачем это нужно и как оно работает? Давайте разберемся, что такое эхолокация и как она помогает животным и даже людям.
Что такое эхолокация
Эхолокация, также называемая биосонаром, представляет собой биологический гидролокатор, используемый несколькими видами животных. Эхолоцирующие животные излучают сигналы в окружающую среду и слушают отголоски тех вызовов, которые возвращаются из разных объектов рядом с ними. Они используют эти эхо-сигналы для поиска и идентификации объектов. Эхолокация применяется для навигации и для фуража (или охоты) в различных условиях.
Принцип работы
Эхолокация - это то же самое, что и активный сонар, который использует звуки, воспроизводимые самим животным. Ранжирование осуществляется путем измерения временной задержки между собственным звуковым излучением животного и любыми эхо-сигналами, возвращающимися из окружающей среды.
В отличие от некоторых гидролокаторов, созданных человеком, которые полагаются на чрезвычайно узкие лучи и множество приемников для локализации мишени, метод эхолокации животных основан на одном передатчике и двух приемниках (уши). Эхо-сигналы, возвращающиеся к двум ушам, поступают в разное время и на разных уровнях громкости, в зависимости от положения объекта, генерирующего их. Различия во времени и громкости используются животными для восприятия расстояния и направления. С эхолокацией летучая мышь или другое животное может видеть не только расстояние до предмета, но и его размер, то, какое это животное, и другие особенности.
Летучие мыши
Летучие мыши используют эхолокацию для навигации и фуража, часто в полной темноте. Они обычно выходят из своих ночлегов в пещерах, чердаках или деревьях в сумерках и охотятся за насекомыми. Благодаря эхолокации летучие мыши заняли очень выгодную позицию: они охотятся ночью, когда много насекомых, меньше конкуренции за еду и меньше видов, которые могут охотиться на самих летучих мышей.
Летучие мыши генерируют ультразвук через гортань и излучают звук через открытый рот или, что гораздо реже, нос. Они испускают звук в диапазоне от 14 000 до более 100 000 Гц, в основном за пределами человеческого уха (типичный диапазон слуха человека - от 20 Гц до 20 000 Гц). Летучие мыши могут оценить перемещение целей путем интерпретации картин, вызванных отражением эхо-сигналов от специального лоскута кожи во внешнем ухе.
Отдельные виды летучих мышей используют эхолокацию в определенных диапазонах частот, которые соответствуют их условиям жизни и типам добычи. Это иногда использовалось исследователями для определения вида летучих мышей, населяющих этот район. Они просто записывали их сигналы с помощью ультразвуковых регистраторов, известных как детекторы летучих мышей. В последние годы исследователи из нескольких стран разработали библиотеки сигналов летучих мышей, которые содержат записи местных видов.
Морские животные
Биосонар ценен для подотряда зубатых китов, который включает в себя дельфинов, касаток и кашалотов. Они живут в подводной среде обитания, которая обладает благоприятными акустическими характеристиками, и где видение чрезвычайно ограничено из-за мутности воды.
Наиболее значимых первых результатов в описании эхолокации дельфинов добились Уильям Шевилл и его жена Барбара Лоренс-Шевилл. Они занимались кормлением дельфинов и однажды заметили, что те безошибочно находят кусочки рыбы, которые бесшумно опускались в воду. За этим открытием последовал ряд других экспериментов. На данный момент установлено, что дельфины используют частоты в диапазоне от 150 до 150 000 Гц.
Эхолокация синих китов изучена намного меньше. Пока что только строятся предположения, что «песни» китов - это способ навигации и связи с сородичами. Эти знания используются для подсчета популяции и для слежения за миграциями этих морских животных.
Грызуны
Понятно, что такое эхолокация у морских животных и летучих мышей, и для чего она им нужна. Но зачем это грызунам? Единственными наземными млекопитающими, способными к эхолокации, являются два рода землероек, тейреки с Мадагаскара, крысы и щелезубы. Они испускают серию ультразвуковых скрипов. Они не содержат эхолокационных откликов с реверберациями и, по-видимому, используются для простой пространственной ориентации на близком расстоянии. В отличие от летучих мышей, землеройки используют эхолокацию только для изучения мест обитания добычи, а не для охоты. За исключением больших и, таким образом, сильно отражающих объектов (к примеру, большой камень или ствол дерева), они, вероятно, не способны распутывать эхо-сцены.
Самые талантливые эхолокаторы
Кроме перечисленных животных, есть и другие, способные заниматься эхолокацией. Это некоторые виды птиц и тюленей, но самые изощренные эхолокаторы - это рыбы и миноги. Раньше учёные считали летучих мышей самыми способными, но в последние десятилетия выяснилось, что это не так. Воздушная среда не располагает к эхолокации - в отличие от водной, в которой звук расходится в пять раз быстрее. Эхолокатором рыб является орган боковой линии, который воспринимает вибрации окружающей среды. Используется как для навигации, так и для охоты. У некоторых видов есть ещё и электрорецепторы, которые улавливают электрические колебания. Что такое эхолокация для рыб? Часто это синоним выживания. Она объясняет, как ослепшие рыбы могли доживать до почтенного возраста - им и не нужно было зрение.
Эхолокация у животных помогла объяснить схожие способности у слабовидящих и незрячих людей. Они ориентируются в пространстве с помощью издаваемых ними щелкающих звуков. Ученые говорят, что такие короткие звуки издают волны, которые можно сравнить со светом карманного фонарика. На данный момент слишком мало данных для разработки этого направления, поскольку способные эхолокаторы среди людей - большая редкость.