Однажды итальянский ученый XVIII века Ладзаро Спалланцани заинтересовался летучими мышами, а точнее – их способностью ориентироваться в темноте. Он выяснил, что в абсолютно темной комнате эти животные ориентируются так же свободно, как на открытой местности. В отличие, например, от сов, которые становились в полной темноте беззащитными.
Спалланцани не подозревал, что обнаружил уникальное природное явление – акустическую локацию, которая спустя 200 лет будет активно интересовать моряков и военных. Она заключается в способности звуков отражаться и возвращаться к источнику. Современные эхолоты, а также чуткие уши животных, улавливая это отражение, способны определять положение различных предметов в воздухе или под водой и даже их структуру.
Спалланцани поначалу не связал такое превосходное ориентирование на местности со слухом. Он считал, что летучие мыши обладают сверхострым зрением. Его вывод подтвердил эксперимент с колпачками, которые надевали на голову животным, после чего те начинали вести себя неуверенно. Но замена плотного колпачка на прозрачный результата не дала: подопытные животные все равно не могли ориентироваться в темноте.
Тогда Спалланцани решил ослепить несколько мышей. Результат его поразил: оправившись после операции, те летали так же свободно, как делали это, имея глаза.
Исследования Спалланцани продолжил швейцарец Шарль Жюрин. Именно он доказал, что прекрасная акустическая локация у летучих мышей связана с их слухом. Жюрин использовал восковые пробки, чтобы заткнуть животным уши, и обнаружил, что это полностью тех дезориентирует. Так он пришел к выводу, что они ориентируются исключительно при помощи звуков, – и был обсмеян научной общественностью вместе с Спалланцани. Подобная идея показалась всем смехотворной.
Проблема была в том, что ученые не могли услышать щелчки, которые издают эти животные в процессе полета, потому что эти звуки находятся за границей человеческого слуха, то есть выше 20 кГц. Позднее шумы с такой частотой получили название ультразвука.
Записать звуки, издаваемые летучими мышами, удалось лишь в 1938 г., когда наконец появились ультразвуковые микрофоны. Тогда стал понятен механизм акустической локации у этих животных: мыши издают ультразвуковой сигнал, который отражается от препятствия и возвращается к животному. А чуткие уши преобразуют это эхо в информацию: величина объекта, расстояние до него, тип (добыча, препятствие). Аналогичный механизм был обнаружен и у дельфинов:
Интересно, что первые эхолоты были созданы до того, как стало известно о природной эхолокации. К их созданию подстегнула гибель «Титаника»: ученым хотелось создать устройство, которое предотвратило бы столкновения с айсбергами, подобные тому, что погубило известное судно. Однако первый эхолот оказался неэффективным, так как «не видел» лед.
Но уже в 1930-х гг. доработанная система эхолокации начала применяться на торговых судах. А ко Второй Мировой войне это устройство превратилось в грозное оружие, так как было способно обнаруживать подлодки даже на большой глубине.
Современные устройства способны не только измерять глубину и обнаруживать крупные предметы, но и давать точную картинку дна и даже «видеть» сравнительно небольшие косяки рыб.
Кстати, именно поэтому эхолоты так популярны у рыбаков. Они повышают продуктивность рыбалки, ведь теперь можно точно узнать, есть ли в данном месте рыба и сколько ее. И все благодаря летучим мышам и их невероятным способностям.