Эхолокация — механизм замечательный, но всё усложняется, когда сигналы издаёте не вы один, а ещё несколько сотен ваших сородичей примерно в том же месте. Именно с этим и приходится справляться типичной колонии летучих мышей. В недавнем исследовании, опубликованном в Journal of Comparative Physiology, учёные разобрались, как эту задачу решают колонии японских подковоносов.
Малый подковонос. Источник изображения — hackaday.com
Два способа «видеть» ушами
Эхолокация у животных использует разные подходы, включая частотную модуляцию — когда высота тона меняется — и постоянную частоту. Оба варианта полезны и на охоте, и при обходе препятствий.
Большое преимущество постоянной частоты в том, что она позволяет работать с доплеровским сдвигом, давая исключительно точные сведения о положении и скорости объектов вокруг. Но в шумной колонии акустические помехи от такого сигнала попросту ослепили бы животное — точнее, оглушили.
Что обнаружили исследователи
Выяснилось, что частоты постоянной составляющей различаются от колонии к колонии. В эксперименте смешивали пойманных в дикой природе подковоносов с уже жившими вместе особями — и животные начинали подстраивать доминирующую вторую гармонику постоянного тона друг под друга: те, у кого она была ниже, поднимали её вверх.
Таким образом сближение частот работает как стратегия ухода от акустических помех через так называемое «тихое спектральное окно». Проще говоря, колония договаривается о частоте — и каждый получает чистую полосу для приёма собственного эха.
Почему подстраиваются именно вверх
Логика становится понятной, если учесть, что окно, пригодное для эффективного доплеровского слежения, лежит выше частоты второй гармоники. Поэтому животным с более низкой гармоникой имеет смысл поднимать свою частоту до уровня соседей, а не наоборот.
Инженерам такой подход хорошо знаком: разнесение каналов по частоте — базовый способ борьбы с интерференцией в радиосвязи, от раций до сотовых сетей. Разница в том, что здесь распределение частот происходит без всякого центрального координатора, за счёт взаимной подстройки участников.
Для полного подтверждения выводов потребуются дополнительные исследования, но работа заметно проясняет, как устроена эхолокация у этих удивительных летающих млекопитающих — и заодно подкидывает идеи тем, кто проектирует системы связи для плотных сетей устройств.
