Netopýři (viz přílohy, obrázky 2, 3, 4) mají dlouhodobě špatnou pověst, zcela bezdůvodně. „Otázka netopýrů je otázkou jiného světa, otázkou, která zavání kacířstvím. V těchto mnohoznačných stvořeních, představujících nejvyšší stupeň nepřirozenosti, ohavnosti a fantasknosti, je vše zahaleno tajemstvím, klamem a temnotou. Netopýr je chiméra, monstrózní, nemožné stvoření, symbol snů, nočních můr, přízraky chorobné představivosti. Obecná nepravidelnost a zrůdnost zaznamenaná v těle netopýra, ošklivé anomálie ve struktuře smyslů, které umožňují nechutnému zvířeti slyšet nosem a vidět ušima, to vše se zdá být záměrně přizpůsobeno tak, aby netopýr je symbolem duševní poruchy a šílenství.“ Tak popsal netopýry v 70. letech minulého století francouzský přírodovědec A. Toussenel, čímž vyjádřil rozšířený názor na tato noční neškodná zvířata. A i v dnešní době, kdy byl netopýr zcela „rehabilitován“ a jeho tajemství orientace ve tmě bylo odhaleno, zanechává v mnohých jeho setkání nepříjemný pocit a netopýři jsou nadále vystaveni nesmyslnému pronásledování až ničení.
I když je člověk skvělý, jeho život není nekonečný. Před ním je obrovská rozloha prostoru a bezmezná hloubka času. Chci vědět o všem. Problém je ale v tom, že roky ubíhají příliš rychle.
Kolik může člověk chodit a měřit svými malými krůčky? A kolik toho může udělat za těch pár dní, co žije na zemi? Ale není sám a v tom je jeho síla.
Lazzaro Spallanzani (viz přílohy, obrázek 1.) spěchal. Bylo mu už přes šedesát. Roky si vybraly svou daň. Vynikající italský přírodovědec, profesor na univerzitě v Pavii, několik let studoval netopýry. Tato malá zvířata loví téměř výhradně v noci, často předbíhají kořist shora nebo v lesních houštinách. Je jasné, že vizuální detekce hmyzu v takových podmínkách je nemožná. Ale jak potom netopýři „vidí“, jak hledají cestu ve tmě? To je otázka, která vědce trápila.
Psal se rok 1793. Doba „vznešeného“ a abstraktního spekulativního uvažování právě skončila, věda začala experimentálně testovat vše, co člověka obklopovalo.
Jednoho letního rána vylezl starý muž na zvonici katedrály v Pavii. Byl to Spallanzani. Soumrak se právě začínal rozplývat a netopýři, vracející se z nočních letů, se schovávali v různých zákoutích pod klenbami staré věže. Vědec chytil netopýry a dal je do pytle. Potom, obtěžkán těžkým břemenem, sestoupil ze zvonice a odešel domů.
Doma Spallanzani vypustil odchycená zvířata ve velké hale. Rozhodl se blíže podívat na tajemství nočních letů netopýrů. Na tuto otázku by mohl odpovědět pouze experiment. Tenké nitě byly nataženy od stropu k podlaze, propletly celou místnost. Při vypouštění myši ze sáčku jí experimentátor zalepil oči voskem. A pak se starou síní vrhly okřídlené stíny.
Ale ani jeden slepý netopýr se nedotkl vlákna! Ne jeden! Bylo to, jako by nepotřebovali oči, aby viděli.
Spallanzani, který nebyl spokojen s experimenty, ve kterých se netopýři dál klidně třepotali se zavřenýma očima, se rozhodl pokračovat v započatém experimentu a změnil několik podmínek. Vypustil několik zvířat zbavených zraku a o čtyři dny později šel znovu do zvonice katedrály.
Tentokrát vědec opět chytil celý pytel netopýrů. Mezi nimi byly slepé myši. Jejich žaludky byly plné komárů. Chytit hmyz ve tmě je obtížnější úkol než létat mezi dvěma nataženými nitěmi. To znamená, že tato zvířata k lovu oči vůbec nepotřebují. Spallanzani se rozhodl, že netopýři jsou obdařeni nějakým nám neznámým zvláštním šestým smyslem, který jim pomáhá orientovat se za letu.
Sérií experimentů se vědec přesvědčil, že myši se bez zraku obejdou naprosto dobře, ale jakékoli poškození sluchu je pro ně destruktivní.
Co se děje? Nevidí na uši, že?
Tak vznikly pochybnosti. K vysvětlení toho všeho bylo zapotřebí nových experimentů. K tomu byly vyrobeny drobné měděné trubičky, uvnitř duté, které se vkládaly do uší netopýrů. Ale přesto létali klidně, volně a sebevědomě manévrovali mezi desítkami tenkých nití natažených v místnosti. Ale jakmile byly zkumavky ucpány zátkami, myši bezvládně padaly a narážely do všeho.
Jak ale sluch nahradil jejich zrak? Na tuto otázku nikdo nedokázal odpovědět. Myši létaly tiše a stěny a natažené nitě nevydávaly žádné zvuky, takže výborná orientace myší se nedala vůbec vysvětlit zvýšeným sluchem. Jak to tedy netopýři viděli? Spallanzani to nikdy nezjistil. Jeho objevy v těch letech byly odmítnuty, zesměšněny a pak zapomenuty. Zbývá jen název „Spallanzani problém“.
V polovině minulého století se vědci v různých zemích začali zajímat o současné řešení tohoto problému.
Je zvláštní, že prvním člověkem, který se s tím potýkal, nebyl zoolog, ale inženýr – americký vynálezce Hiram Maxim. Během občanské války dostal jeho jméno těžký kulomet, který vynalezl. Maksimka namontovaná na vozíku byla impozantní zbraní proti bělogvardějcům.
Plodný vynálezce, který se mimochodem svého času pokusil postavit letadlo s parním strojem, se začal zajímat o navigační metodu netopýrů. Navrhl, aby myši vydávaly zvuky neslyšitelné pro lidské ucho a navigovaly se podle vracející se ozvěny. Maxim na základě vlastní biologické hypotézy navrhl nové zařízení – echolokátor, který měl v mlze zabránit srážkám lodí s ledovci.
Odhad, který byl v zásadě správný, byl stále nepřesný. Její autor věřil, že primárním signálem u myší je zvuk mávání křídel. Proto doporučoval vybavit lodě velmi nízkofrekvenčním zdrojem zvuku, asi 15 Hz. Přijímač nízkofrekvenčních signálů měl být instalován v přídi lodi. Slabá ozvěna měla podle vynálezce aktivovat malý zvonek a silná ozvěna velký gong, aby tým mohl posoudit závažnost nebezpečí.
Nová myšlenka navigace nevedla k žádným praktickým výsledkům. Maximovou chybou bylo, že špatně určil frekvenci zvukového signálu, na kterém jeho zařízení pracovalo. Netopýři skutečně používají zvuk za letu, ale ne nízké frekvence, ale velmi vysoké frekvence – ultrazvuk.
Další vědec, Nizozemec Sven Dijgraaf, si všiml, že netopýr před letem otevírá tlamu. Je zřejmé, že podle vědkyně vydává zvuky pro lidi neslyšitelné a „cítí“ s nimi okolí. Za letu také netopýři tu a tam otevírají tlamu, i když zrovna neloví hmyz.
Diygraaf uvažoval následovně: protože stěny a předměty, se kterými se netopýr za letu setkal, nevydávají žádné zvuky, znamená to, že myši samy křičí. Ozvěna jejich vlastního hlasu, odrážející se od okolních předmětů, upozorňuje zvířata na překážku na cestě.
Toto pozorování dalo vědci nápad provést následující experiment. Nasadil zvířeti na hlavu papírovou čepici. V přední části se jako hledí rytířské helmy otevíraly a zavíraly malé dveře v čepici. Se zavřenými dvířky na kapotě nemohla myš vůbec létat a neustále narážela do předmětů. Jakmile bylo hledí zvednuto v papírové čepici, zvíře se proměnilo, jeho let byl opět přesný a jistý.
Diygraaf publikoval výsledky svých pozorování v roce 1940 a v roce 1946 učinil sovětský vědec E. Ya.Pumper velmi zajímavý předpoklad, který dobře vysvětluje fyzikální podstatu echolokace. Věřil, že netopýři vydávají každý nový zvuk okamžitě poté, co uslyší ozvěnu předchozího signálu. Ultrazvukové pulzy tedy reflexně na sebe navazují a podnětem, který je vyvolává, je uchem vnímaná ozvěna.
To znamená, že čím blíže netopýr k překážce letí, tím rychleji se ozvěna vrací, a proto zvíře častěji volá. Konečně, při bezprostředním přiblížení k překážce, začnou ultrazvukové pulsy následovat jeden za druhým s mimořádnou rychlostí. Toto je signál nebezpečí. Netopýr instinktivně mění směr letu a příliš rychle se vyhýbá směru, ze kterého přicházejí odražené zvuky.
Další experimenty ukázaly, že netopýr před startem vydává pouze 5-10 pulzů za sekundu. Za letu zvyšuje jejich frekvenci na 30. Při přiblížení k překážce následují ultrazvukové signály ještě častěji: 50 – 60krát za vteřinu. Některé myši, když loví noční hmyz, vydávají při předjíždění kořisti dokonce 250 „výkřiků“ za sekundu.
Ale ne všechny zvuky, které netopýři používají k navigaci, jsou zcela neslyšitelné.
Možná někteří z vás někdy sledovali myši létající za teplého večera a slyšeli zvuky, které vydávaly. Jsou tak slabé, že je lze snadno zaměnit za šustění listů. Očividně si jich Spallanzani nevšiml.
Doba trvání slabě slyšitelné části pulzního signálu je velmi krátká. Tento zvuk připomíná tikání hodinek. Na rozdíl od hodin se však frekvence tikajících zvuků produkovaných netopýrem může výrazně lišit.
Když netopýr letí přímo na překážku, která je od něj vzdálená, vydává pět až dvacet výkřiků za sekundu. Když se potýká se složitějším navigačním úkolem, například když se potřebuje vyhnout srážce s živým předmětem nebo klackem zvednutým nad hlavou, je slyšet, jak se tikání náhle zvyšuje, až se změní ve slabé bzučení. Totéž se stane, než netopýr přistane. Tikání je tak slabé, že je lze slyšet pouze v naprostém tichu a se značnou trpělivostí.
Vznik nového elektronického zařízení pomohl vysvětlit záhadu netopýrů. V jedné z laboratoří Fyzikální fakulty Harvardské univerzity v USA začal G. Pierce provádět výzkum zaměřený na studium vlastností ultrazvuků, tedy zvuků, které leží nad lidským sluchovým prahem. Pod jeho vedením v roce 1937 vzniklo zařízení – detektor zvuku, který umožňuje detekovat zvuky v širokém rozsahu frekvencí. Právě toto zařízení zaznamenalo neslyšitelné zvuky netopýrů, když v roce 1938 student biologie na výše zmíněné univerzitě Donald Griffin přinesl do Pierceovy laboratoře kompletní netopýří klec. Griffin si na to vzpomněl a napsal: „Jakmile jsem přivedl netopýry k Pierceovu přístroji, okamžitě jsem zjistil, že vydávají spoustu zvuků, ale téměř všechny tyto zvuky spadají do frekvenčního rozsahu, který leží nad prahem lidské slyšitelnosti.“
Pearce a Griffin provedli frekvenční analýzu zvuků vydávaných netopýry za letu a zjistili, že frekvence těchto zvuků leží v rozmezí 30000 70000-45000 50000 Hz s největší intenzitou v oblasti 1 100-1 200 Hz. Dále zjistili, že zvířata nevydávají zvuk nepřetržitě, ale ve formě diskrétních impulsů, jejichž trvání je XNUMX/XNUMX – XNUMX/XNUMX s.
Nicméně zjištění faktu ultrazvukové emise netopýry, přes všechnu jeho důležitost, dosud nevysvětlilo schopnost zvířat létat bez překážek v úplné tmě. Bylo nutné za přesných experimentálních podmínek prokázat, že netopýři skutečně využívají ultrazvuk k prostorové orientaci a že jsou schopni vnímat ozvěnu těchto zvuků odráženou od překážek, které na cestě narazí. Pomocí bariér z vertikálně natažených drátů Griffin a Galambos kvantifikovali schopnost netopýrů překonávat překážky s částečným nebo úplným vypnutím zraku, sluchu a uzavřením úst.
Pokusy Griffina a Galambose opět potvrdily, že netopýři se výborně orientují bez účasti zrakového příjmu, ale úplné (oboustranné) nebo částečné (jednostranné) vypnutí sluchadla znamená prudké zhoršení jejich schopnosti včas detekovat překážky a vyhýbat se jim. . V těchto experimentech však autoři zašli dále než jejich předchůdci. Ukázali, že zavřít netopýrovi tlamu a zabránit mu ve vydávání těchto vysokofrekvenčních zvuků je stejně účinné jako pevné zacpání uší.
Zpočátku byli netopýři považováni za jediné zástupce zvířecího světa, kteří využívají echolokaci k prostorové orientaci.
Ale již 50. léta přinesla nové nečekané objevy. V roce 1953 zvuková poloha byla objevena u nočních ptáků Guajaro hnízdících v hlubokých jeskyních Venezuely a o něco později – u rorýsů, u jednoho z rodů skupiny kaloňů a ploutvonožců (viz přílohy, obrázky 5, 6, 7), některé hmyzu a hlodavců. Největší senzaci ale vyvolaly zprávy o přítomnosti echolokace u obyvatel vodního prostředí – kytovců (viz přílohy, obrázky 8, 9). Pocta tomuto objevu patří průkopníkovi ve studiu chování a biologie delfínů v zajetí, kurátorovi Oceanária v San Augustinu A. McBrideovi.
