Tutti sanno che pipistrelli e delfini emettono ultrasuoni. Perché è necessario e come funziona? Vediamo cos'è l'ecolocalizzazione e come aiuta gli animali e persino gli esseri umani.
Cos'è l'ecolocalizzazione
L'ecolocalizzazione, chiamata anche biosonar, è un sonar biologico utilizzato da diverse specie animali. Gli animali ecolocalizzati irradiano segnali nell'ambiente e ascoltano gli echi di quei richiami che vengono restituiti da vari oggetti vicini a loro. Usano questi echi per trovare e identificare gli oggetti. L'ecolocalizzazione viene utilizzata per la navigazione e per il foraggiamento (o la caccia) in una varietà di ambienti.
Principio di funzionamento
L'ecolocalizzazione è la stessa del sonar attivo, che utilizza i suoni prodotti dall'animale stesso. L'intervallo viene effettuato misurando il ritardo tra l'emissione sonora dell'animale e gli eventuali echi che ritornano dall'ambiente.
A differenza di alcuni sonar costruiti dall'uomo che si basano su raggi estremamente stretti e ricevitori multipli per localizzare un bersaglio, l'ecolocalizzazione animale si basa su un trasmettitore e duericevitori (orecchie). Gli echi che ritornano alle due orecchie arrivano in tempi e livelli di volume diversi, a seconda della posizione dell'oggetto che li genera. Le differenze di tempo e di volume sono utilizzate dagli animali per percepire la distanza e la direzione. Con l'ecolocalizzazione, un pipistrello o un altro animale può vedere non solo la distanza da un oggetto, ma anche le sue dimensioni, che tipo di animale è e altre caratteristiche.
Pipistrelli
I pipistrelli usano l'ecolocalizzazione per navigare e cercare cibo, spesso nell'oscurità totale. Di solito emergono dai loro posatoi in grotte, soffitte o alberi al tramonto e vanno a caccia di insetti. Grazie all'ecolocalizzazione, i pipistrelli si trovano in una posizione molto vantaggiosa: cacciano di notte quando ci sono molti insetti, c'è meno competizione per il cibo e ci sono meno specie che possono predare i pipistrelli stessi.
I pipistrelli generano ultrasuoni attraverso la laringe e irradiano suoni attraverso la bocca aperta o, molto meno comunemente, il naso. Emettono suoni che vanno da 14.000 a oltre 100.000 Hz, principalmente al di fuori dell'orecchio umano (il tipico range dell'udito umano è compreso tra 20 Hz e 20.000 Hz). I pipistrelli possono misurare il movimento dei bersagli interpretando i modelli di eco da una speciale macchia di pelle nell'orecchio esterno.
Alcune specie di pipistrelli usano l'ecolocalizzazione in determinate bande di frequenza che corrispondono alle loro condizioni di vita e al tipo di preda. Questo è stato talvolta utilizzato dai ricercatori per identificare le specie di pipistrelli che abitano l'area. Semplicementeregistrato i loro segnali utilizzando registratori a ultrasuoni noti come rilevatori di pipistrelli. Negli ultimi anni, ricercatori di diversi paesi hanno sviluppato librerie di chiamate di pipistrelli che contengono registrazioni di specie autoctone.
Animali marini
Biosonar è prezioso per il sottordine degli odontoceti, che include delfini, focene, orche e capodogli. Vivono in un habitat sottomarino che ha caratteristiche acustiche favorevoli e dove la vista è estremamente limitata a causa della torbidità dell'acqua.
I primi risultati più significativi nella descrizione dell'ecolocalizzazione dei delfini sono stati ottenuti da William Shevill e sua moglie Barbara Lawrence-Shevill. Erano impegnati a dare da mangiare ai delfini e una volta notarono che trovavano inconfondibilmente pezzi di pesce che cadevano silenziosamente in acqua. Questa scoperta è stata seguita da una serie di altri esperimenti. Finora è stato scoperto che i delfini utilizzano frequenze che vanno da 150 a 150.000 Hz.
L'ecolocalizzazione delle balenottere azzurre è molto meno studiata. Finora, vengono fatte solo ipotesi che i "canti" delle balene siano un modo per navigare e comunicare con i parenti. Questa conoscenza viene utilizzata per contare la popolazione e per tenere traccia delle migrazioni di questi animali marini.
Roditori
È chiaro cos'è l'ecolocalizzazione negli animali marini e nei pipistrelli e perché ne hanno bisogno. Ma perché i roditori ne hanno bisogno? Gli unici mammiferi terrestri capaci di ecolocalizzazione sono i due generi di toporagni, i teirek del Madagascar, i ratti ei denti di selce. Emettono una serie di cigolii ultrasonici. Non contengono risposte di ecolocalizzazione riverberante e sembrano essere utilizzati per un semplice orientamento spaziale a distanza ravvicinata. A differenza dei pipistrelli, i toporagni usano l'ecolocalizzazione solo per studiare gli habitat delle prede e non per cacciare. Fatta eccezione per oggetti grandi e quindi altamente riflettenti (come una grande roccia o un tronco d'albero), probabilmente non sono in grado di svelare scene di eco.
I più talentuosi cercatori di sonar
Oltre agli animali elencati, ce ne sono altri capaci di ecolocalizzazione. Queste sono alcune specie di uccelli e foche, ma gli ecoscandagli più sofisticati sono i pesci e le lamprede. In precedenza, gli scienziati consideravano i pipistrelli i più capaci, ma negli ultimi decenni è diventato chiaro che non è così. L'ambiente aereo non favorisce l'ecolocalizzazione, a differenza dell'acqua, in cui il suono diverge cinque volte più velocemente. Il sonar del pesce è l'organo della linea laterale, che percepisce le vibrazioni dell'ambiente. Utilizzato sia per la navigazione che per la caccia. Alcune specie hanno anche elettrorecettori che captano le vibrazioni elettriche. Cos'è l'ecolocalizzazione del pesce? Spesso è sinonimo di sopravvivenza. Spiega come i pesci ciechi possano vivere fino a tarda età senza aver bisogno della vista.
L'ecolocalizzazione negli animali ha aiutato a spiegare capacità simili nelle persone ipovedenti e non vedenti. Navigano nello spazio con l'aiuto dei clic dei suoni che producono. Gli scienziati affermano che suoni così brevi emettono onde chepuò essere paragonato alla luce di una torcia. Al momento, ci sono troppo pochi dati per sviluppare questa direzione, dal momento che un sonar capace tra le persone è una rarità.
