Ехолокация при прилепите и с какво се различава от сонара

Ехолокация при прилепите се нарича ориентирането чрез собствения им звук. Животното издава ултразвук, най-често между 20 и 200 килохерца (кХц), и по ехото преценява къде е целта и колко е голяма (Scientific American, BBC Science Focus). От насекомо на един метър отражението се връща за около 6 милисекунди, а човешкият слух свършва около 20 кХц.

Накратко: - Над 1000 вида прилепи ползват ехолокация, а най-силните им викове достигат 140 децибела (дБ, Frontiers in Physiology, BBC Science Focus). - Мускул в средното ухо се свива около 6 милисекунди преди вика и пази прилепа от собствения му глас (Scientific American). - Големият подковонос вика малко над 80 кХц с тонове до 50 милисекунди и повече (Bedfordshire Bat Group). - Корабният сонар работи във вода, където звукът изминава около 1500 метра в секунда (NOAA Ocean Service). - В България живеят 33 от 35-те европейски вида прилепи (БТА).

Как работи ехолокацията при прилепите

Прилепът изпраща кратък импулс и слуша отражението. Закъснението на ехото дава разстоянието, а промените в него издават формата, повърхността и посоката на обекта (Scientific American, BBC Science Focus). Ниските честоти стигат по-далеч, докато високите носят повече подробности за плячката.

Ритъмът следва фазата на лова. Близо до насекомото импулсите стават над 160 в секунда (BBC Science Focus), а в последния етап, наречен „бръмчене“, надхвърлят 200 в секунда и цялото преследване често трае под половин секунда (Frontiers in Physiology). По наше изчисление по данни на двата прегледа между два импулса тогава остават под 5 милисекунди, така че преди следващия вик успява да се върне ехо от обект на по-малко от около 80 сантиметра (Scientific American).

Прилепите не са слепи и могат да летят и през деня, а ултразвукът им служи в тъмното (БТА). Броят на видовете с ехолокация варира според източника. Прегледите по биоакустика броят над 1000 вида, друг обзор посочва повечето от около 1400 вида в света, а трети говори за повече от половината от около 900 вида (Frontiers in Physiology, BBC Science Focus, Scientific American).

Откъде идва звукът и защо прилепът не оглушава

Повечето видове създават сигнала с ларинкса, а няколко щракат с език (Scientific American). Подковоносите и листоносите от Стария свят пускат звука през ноздрите, където месестите израстъци действат като рупор, а формата на външното ухо помага да се улови ехото. Резултатът е мощен сигнал, който при някои видове стига 140 дБ (BBC Science Focus).

Измерванията на силата зависят от метода. Още през 1958 г. ловците на открито са оценени на около 110 дБ, по-новите записи, отнесени към 10 сантиметра от устата, стигат 140 дБ, а един прилеп сменя силата си в обхват поне 30–40 дБ (Frontiers in Physiology). Популярните обзори дават диапазон от 50 до 120 дБ, затова при сравнение на числа трябва да се гледа как и от какво разстояние е мерено (Scientific American).

Защитата на слуха е механична. Мускулът на стремето се свива около 6 милисекунди преди вика и се отпуска 2 до 8 милисекунди след него (Scientific American). Чувствителността се възстановява почти веднага, затова слабото ехо заварва ухото готово (BBC Science Focus).

Кратки щракания и дълги тонове

Сигналите са два основни типа, тон с постоянна честота и честотно „плъзгане“, а повечето видове ги съчетават (Scientific American). Гладконосите прилепи издават много кратки викове, обикновено под 10 милисекунди, до 25 пъти в секунда, а прилепчетата и вечерниците започват с плъзгане надолу и завършват с почти равен тон (Bedfordshire Bat Group).

Подковоносите разчитат на дългия тон. Виковете им траят до 50 милисекунди и повече, тесни са по честота и силно насочени (Bedfordshire Bat Group). По наше изчисление по данни на двата източника ехото от всичко в радиус около 8 метра се връща, докато такъв вик още звучи, затова подковоносът отделя сигнала от отражението по честота, а не по време (Scientific American). Някои подковоноси долавят изключително малки разлики в честотата.

Променливостта е голяма. В гора виковете на прилепчетата се скъсяват, на открито се удължават, а няколко животни, които ловуват заедно, леко разминават честотите си (Bedfordshire Bat Group). В края на гонитбата гладконосите прилепи свалят честотата с около октава, което разширява звуковия лъч (Frontiers in Physiology).

Подковоносите и ефектът на Доплер

Когато прилепът лети покрай растителност, ехото от листата се връща с по-висока честота и отместването расте със скоростта (University of Tübingen). Големият подковонос компенсира, като понижава честотата на вика, за да задържи отраженията от фона под граница, точно над която е слуховата фовеа, много чувствителна ивица, запазена за плячката. На детектор същият ефект се чува като колебание във височината на тона (Bedfordshire Bat Group).

Ключовите измервания идват от България, където живеят 33 от 35-те вида в Европа (БТА, University of Tübingen). Международен екип с участието на Университета в Тюбинген лови големи подковоноси в убежищата им у нас и им поставя миниатюрни навигационни устройства с микрофон, които падат сами след два-три дни. Работата е публикувана в списанието на Националната академия на науките на САЩ и е обявена на 23 юни 2026 г.. Пърхащите крила на насекомото оставят ритмични промени в честотата на ехото и по тях прилепът отличава храната от листата.

С какво ехолокацията се различава от сонара

Принципът е същият. Сонарът, чието име е съкращение от английското название за звукова навигация и измерване на разстояние, изпраща импулс във водата и по времето до ехото определя дълбочината и формата на обекта, точно както прилепът мери закъснението (NOAA Ocean Service, Scientific American). Предавателят и приемникът са в преобразуватели, а многолъчевите системи използват група от тях за широки ивици от дъното.

Средата променя мащаба. Във вода звукът изминава около 1500 метра в секунда, затова по наше изчисление ехото от обект на един метър се връща за около 1,3 милисекунди, тоест около 4,5 пъти по-бързо, отколкото при прилепа във въздуха (NOAA Ocean Service, Scientific American).

Гъвкавостта е друга разлика. При предвидим подход прилепът намалява вика с около 6 дБ при всяко намаляване наполовина на разстоянието, а при отделни подходи в природата с до 30 дБ (Frontiers in Physiology). Сонарът се коригира чрез измерване: уреди следят температурата и солеността по дълбочина, защото разликите в плътността на водата огъват звука (NOAA Ocean Service).

Защо високата честота има цена

Въздухът поглъща ултразвука толкова по-силно, колкото по-висока е честотата. При 25 градуса по Целзий и 80% влажност затихването е 1,4 дБ на метър при 45 кХц и 4 дБ на метър при 90 кХц (Frontiers in Physiology). По наше изчисление при цел на 5 метра звукът изминава 10 метра и от въздуха губи около 14 дБ при 45 кХц и около 40 дБ при 90 кХц. Това обяснява защо високите честоти служат за близък и подробен оглед (Scientific American).

Плячката също се защитава. Поне шест разреда насекоми имат уши, чувствителни към ултразвук (Frontiers in Physiology). Широкоухият прилеп отговаря с тихи викове с пик около 32–34 кХц и може да засече молеца, преди той да чуе ловеца (Bedfordshire Bat Group).

Как да чуете и разпознаете прилепите в България

Човешкото ухо спира около 20 кХц, затова за повечето видове е нужен детектор за прилепи (Scientific American, Bedfordshire Bat Group). При хетеродинния тип уредът трябва да е настроен близо до пиковата честота. Тесните викове на подковоносите изчезват при друга настройка и звучат силно, когато прилепът лети право към детектора.

Таблицата по-горе е отправна точка, а не окончателен ключ. Ръждивият вечерник е изключение, защото част от виковете му са около и под 20 кХц, на границата на човешкия слух (Bedfordshire Bat Group, Scientific American). В гора обаче виковете на много видове си приличат и видът често не може да се определи сигурно по звука.

Деветашката пещера край Ловеч е третото по значение убежище за прилепи в Европа и в нея зимуват хиляди животни (БТА). Прилепите са защитени от закона и здрави екземпляри не се улавят. Изтощен прилеп, например след дълги дъждове без насекоми или при пролетното събуждане, се покрива, оставя се на тихо и тъмно място и се съобщава на РИОСВ или на „Зелени Балкани“. Храната им са нощните насекоми (Frontiers in Physiology), чийто спад описахме в статиите за светулките под заплаха и за земните пчели при екстремна жега.