Вы когда-нибудь видели летучую мышь? Даже если вы ее не заметили, есть большая вероятность, что она вас заметила. Но не обязательно своими глазами; летучие мыши могут «видеть» с помощью слуха.

Чувствительное ухо

Большинство летучих мышей пересекают ночное небо, используя эхолокацию. Они излучают (передают) звуковые волны, которые не слышны для человеческого уха. Эти звуковые волны представляют собой колебания в воздухе, которые отражаются от твердых предметов, таких как стены пещер, деревья или комары. Летучая мышь определяет местоположение окружающих предметов по эху, которое возвращается к ней.

Как это работает? Во-первых, время, необходимое для возвращения волны, дает летучей мыши информацию о том, как далеко находится объект. Расчет, который происходит в мозгу летучей мыши, очевидно, включает в себя скорость распространения звука. Возвращающийся звук также будет иметь меньшую интенсивность, чем исходящий звук. Он также может иметь другую частоту, другой тон по сравнению с исходящим звуком. Это происходит, когда летучая мышь находится в движении, и, следовательно, ее собственное местоположение меняется. Это то же явление, называемое эффектом Доплера, что и когда звук приближающегося автомобиля меняет тон, когда он проходит мимо вас и удаляется. Повторяя этот процесс, летучие мыши могут даже оценить, движется ли объект и в каком направлении.

Звук состоит из волн давления, распространяющихся через среду. Воздух – это среда, через которую летучие мыши и другие воздуходышащие существа обычно слышат звук. Интересно, что мы также можем слышать звук в других средах, например под водой. Но скорость звуковых волн меняется в зависимости от среды. Ученые, желающие узнать больше об эхолокации, задались вопросом: что произойдет, если изменить среду, в которой летают летучие мыши, и тем самым изменить скорость звука? Будут ли они соответствующим образом корректировать свои расчеты, чтобы по-прежнему точно обнаруживать объекты?

Скорость звука не взята из воздуха

Обычный воздух в основном состоит из двух газов: около 78% азота и 20,9% кислорода. Ученые решили провести эксперимент с летучими мышами, летающими в камере, заполненной другой смесью газов (но, конечно, все еще пригодной для дыхания и нормального полета). Для этого они снизили содержание азота в воздухе и заменили удаленный азот равным количеством гелия. Это привело к увеличению скорости звука на 15%. Они провели этот эксперимент на летучих мышах, которых обучили приземляться на фиксированную жердочку в камере для полетов в нормальных условиях, а затем заставили их маневрировать в новых атмосферных условиях:

«Гелий мешал летучим мышам определять время эхолокации и заставлял их промахиваться мимо жердочки. Сначала это было ожидаемо, но взрослые летучие мыши так и не научились приспосабливаться».¹

Это означает, что летучие мыши не только потерпели неудачу вначале, но и не научились компенсировать эту новую среду. Затем ученые провели тот же эксперимент с летучими мышами, выращенными с рождения в этой другой атмосфере с повышенным содержанием гелия, сравнив их с контрольной группой, выращенной в нормальном воздухе, и не обнаружили никакой разницы:

«Исследователи обнаружили, что летучие мыши, летающие в воздухе с повышенным содержанием гелия, склонны недооценивать расстояние до цели, и при этом не имеет значения, выросли ли они в среде с высоким содержанием гелия или нет».²

Ученые пришли к выводу, что «ориентация летучих мышей на скорость звука является врожденной и не изменяется во взрослом возрасте».³ Другими словами, летучие мыши не только «рождаются с умением эхолокации»,¹ но и «рождаются с знанием скорости звука» – скорость звука в воздухе запрограммирована в мозге летучей мыши.¹

Результаты удивили эволюционистов

«Мы были удивлены результатами. Честно говоря, сначала мы им не поверили», — сказали ученые после открытия того, что летучие мыши «знают» скорость звука.¹ Конечно, затем они отдали должное «эволюции врожденного и гибкого сенсорного восприятия».³ Такие открытия интересны, но не являются особым сюрпризом. Мы можем восхищаться мудростью нашего всемогущего Творца, который наделил летучих мышей инструментами, необходимыми для успешной жизни (и полета).