Կենդանին ոչ թե զգում, այլ լսում է երկրաշարժը. ինչպես բնությունն օգնեց հայտնաբերել ռադարը. «Բնական ընտրություն»

Գլուխ 1

«Ձայնատեղորոշումը՝ թռչող կաթնասունի գոյության պայքարի առաջնային պայման»

Բացարձակ մթության մեջ չղջիկների ազատ տեղորոշման գաղտնիքը սկսել է ուսումնասիրվել դեռևս 18-րդ դարից։ Իտալացի գիտնական Լազզարո Սփալանզանին առաջինն էր անդրադարձել չղջիկների յուրահատուկ կողմորոշմանը մթության մեջ, բայց չէր բացահայտել այդ երևույթի ընթացքում դիտվող ձայնարձակման և անդրադարձի ընկալման առանձնահատկությունները։ Շվեյցարացի գիտնական Լուիս Ջյուրինը կրկնեց Սփալանզանիի փորձերը և եզրակացրեց, որ չղջիկները գիշերային որսի ժամանակ հիմնվում են իրենց լսողության վրա։ 1908 թվականին Վոլտեր Լյուիս Հանը վերահաստատեց Սփալանզանիի և Ջյուրինի հետազոտությունները։

Չղջիկների հանդեպ հետաքրքրությունը սակայն չնվազեց, իսկ հետազոտությունները շարունակվեցին։ 1912 թվականին Հիրամ Մաքսիմը բացահայտեց, որ չղջիկներն օգտագործում են մարդու համար անլսելի ձայներ՝ արգելքներից խուսափելու համար։ 1920 թվականին անգլիացի ֆիզիոլոգ Համիլթոն Հարթրիջը առաջարկեց տեսություն, որ չղջիկներն օգտագործում են մարդու լսողության համար անընկալելի հաճախականություններ, և միայն 1938 թվականին էխոլոկացիա տերմինն առաջին անգամ գործածեց ամերիկացի կենդանաբան Դոնալդ Գրիֆֆինը, որը կենդանաբան Ռոբերթ Գալամբոսի հետ միասին առաջինը ներկայացրեց դրա առկայությունը չղջիկների մոտ։ Ի՞նչ է էխոլոկացիան կամ ձայնատեղորոշումը, զրուցակիցս ֆիզիկոս Լիլիթ Եգանյանն է․

«Էխոլոկացիան կենդանիների կողմից իրականացվող կենսաբանական ծագման տեղորոշման եղանակ է։ Տեղորոշում իրականացնող կենդանիները արձակում են հատուկ ձայներ և ընկալում են առարկաների կողմից անդրադարձված ալիքներն ու այդպիսով որոշում, թե մոտ գտնվող առարկան կամ կենդանին ինչ չափեր ունի, ինչ հեռավորության վրա է և այլ կոորդինատներ։ Այսպիսի կենսաբանական մեխանիզմներ ունեն հիմնականում վատ տեսողություն ունեցող կենդանիները, որոնք կարողանում են արձակել և լսել մարդու ձայնային տիրույթից դուրս ձայնային ալիքներ, այդպիսիք են կուղբերը, որոշ թռչուններ, բայց ամենազարգացածը՝ ջրային կաթնասունների՝ դելֆինների և կետերի, ինչպես նաև չղջիկների պարագայում է»,-ասում է Լիլիթ Եգանյանը։

Չղջիկները կողմնորոշվում են անդրաձայնով. թռչելիս մոտակա առարկաներից ու միջատներից անդրադարձած իր ձայնի արձագանքով չղջիկը շրջանցում է անշարժ արգելքը կամ հետապնդում միջատը։ Ժամանակակից նավերում կա մի տեղորոշիչ սարք (ռադար), որը նույնպես գործում է անդրաձայնի սկզբունքով և թանձր մառախուղի ժամանակ անգամ օգնում է հայտնաբերելու ժայռը, այսբերգը (սառցալեռը) կամ այլ կարգի վտանգներ։ Ծովում լողացող նավերին ռադարների շնորհիվ  այլևս չի սպառնում այսբերգներին բախվելու վտանգը։ Օդերևութաբանները ռադարների օգնությամբ հայտնաբերում են մոտեցող փոթորիկներն ու մրրիկները, ամպրոպաբեր ամպերը։ Ռադարը գիտնականներին օգնում է ուսումնասիրելու մթնոլորտը, այլ մոլորակներ, ինչպես նաև հետևելու տիեզերանավերին՝ դեռ մինչև նրանց ուղեծիր դուրս գալու պահը։ Ռադարներով հսկում են նաև ճանապարհային երթևեկությունը, չափում ավտոմեքենաների արագությունը: Լսենք բիոինժեներ, Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտի բջջի կենսաբանության և վիրուսաբանության լաբորատորիայի ավագ լաբորանտ Բագրատ Բաղդասարյանին․

«Կենսամեխանիզմների շնորհիվ չղջիկների ուսումնասիրությունը մարդկությանը հնարավորություն տվեց ստեղծելու ռադար սարքը, որոնք հենց ձայնային ալիքների շնորհիվ կարողանում են տեղորոշել տարատեսակ օբյեկտների ճշգրիտ դիրքը, չափը և այլ կոորդինատներ։ Այս նույն, իհարկե միայն կենսաբանական մեխանիզմով են ապրում չղջիկները, որոնց արձակած ճիչը քարանձավների և ժայռերի մակերևույթից անդրադարձվում է և այդ է պատճառը նաև, որ բացարձակ մթության մեջ չղջիկը կարողանում է կողմնորոշվել»,-նշում է Բագրատ Բաղդասարյանը։

Ռադարը ռադիոտեղորոշիչ սարք է, որը ռադիոալիքների օգնությամբ հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել և դիտարկել օբյեկտները ցամաքում, ջրում և օդում։ Radar անգլ.՝ թարգմանաբար նշանակում է ռադիոհայտնաբերում և չափում։ Ռադարը ցանկացած եղանակի կարող է հայտնաբերել չափազանց հեռու գտնվող և շարժվող, և անշարժ օբյեկտը։ Ռադարն օգտագործում են նաև ռազմական նպատակներով՝ թշնամու հրթիռներն ու ինքնաթիռները, ռազմանավերը հայտնաբերելու համար։ Լիլիթ Եգանյան․

«Էխոլոկացիոն համակարգերը օգտագործում են հիմնականում ռազմարդյունաբերության մեջ, մասնավորապես ջրային տիրույթում՝ սուզանավերի մեջ, ոչ միայն կողմնորոշվելու համար տարածքում օրինակ այսբերգ կա, թե ոչ, այլև ռազմական նպատակով, ջրային տարածքում կա՞ ռազմանավ, ի՞նչ կոորդինատներ ունի և այլն։ Այս նույն մեխանիզմը` կենսաբանական նշանակության, առկա է և շատ վառ արտահայտված է չղջիկների դեպքում։ Նրանց մոտ առկա ընկալիչները բնազդային մակարդակով կողմնորոշվում են՝ տեղաշարժ, սնունդ, պաշտպանություն․ ամբողջը հիմնված է և կատարվում է իրենց զարգացած էխոլոկացիոն համակարգի վրա»,-նշում է ֆիզիկոսը։

Արհեստական արբանյակներում տեղակայված ռադարները Տիեզերքից դիտարկում են Երկրի մակերևույթը, շարունակում է ֆիզիկոս զրուցակիցս․

«Էխոլոկացիոն համակարգերը տեխնիկայում ասել, որ զարգացել են, շատ քիչ է։ Աշխարհն այսօր ամբողջովին ղեկավարվում է GPS համակարգերով։ Բացի այս, բուն ձայնային ընկալիչների մեխանիզմը գործում է հենց տիեզերքում, որտեղ արբանյակներ կան և ընկալիչներ, որոնք արբանյակի ատոմական ժամացույցներից հաղորդագրություն են ֆիքսում միկրոալիքների շնորհիվ և պարզում, ըստ այդ, արբանյակի հեռավորությունը, տեղակայումը, դիրքը և այլն»,-ասում է Լիլիթ Եգանյանը։

Գլուխ 2

«Ձայնատեղորոշումը՝ ջրային կաթնասունների գոյության պայքարի առաջնային պայման»

Կենդանաբաններ Դոնալդ Գրիֆֆինի և Ռոբերթ Գալամբոսի չղջիկի ուսումնասիրությունից 20 տարի անց՝ 1956 թվականին՝ գիտնականներ Շեվիլլի և Մաքբրիջի կողմից հայտնագործվեց, որ ատամնավոր կետերն ու դելֆինները նույնպես օգտագործում են ձայնատեղորոշման կենսաբանական համակարգ։ Կենդանիները «չափում են» ձայն արձակելու և այդ ձայնի՝ որևէ առարկայից անդրադառնալու միջև ընկած ժամանակը։ Անդրադարձի ժամանակ ֆիքսվում է նաև, թե ո՞ր ականջն է առաջինը ընդունում ձայնը և կախված այդ չնչին տարբերությունից՝ ուղեղը վերլուծում և որոշում է ձայնի ուղղությունը։ Կենսաբան Նորայր Գաբրիելյանին լսենք․

«Այս համակարգը նաև շատ տարածված է ջրային կենդանիների՝ դելֆինների ու կետերի մոտ հատկապես, որոնք հստակ կողմնորոշվում են ջրում՝ շատ հմտորեն խուսափելով ջրային որսորդներից, այստեղ թե նրանց ուղեղի զարգացվածությունը նշանակություն ունի, թե կենսամեխանիզմը, թե այն, որ ջրում ձայնն ավելի արագ է անդրադարձ կատարում»,- նշում է Նորայր Գաբրիելյանը։

Գիտնականները երկար ժամանակ ուսումնասիրել են դելֆինների լսողական համակարգը։ Ջրի տակ տեսանելիությունը գրեթե միշտ շատ սահմանափակ է, ուստի դելֆինները հույսը դնում են ոչ թե տեսողության, այլ` լսողության վրա: Դելֆինները միմյանց հետ շփվելու համար օգտագործում են բարձր հաճախականության ձայներ։ Դելֆինների մոտ ձայնային պուլսացիայի արագությունը վայրկյանում մոտ 700 իմպուլս է, Բագրատ Բաղդասարյանը մանրամասնում է․

«Ամենազարգացած էխոլոկացիոն համակարգը կենդանական աշխարհում ջրային կաթնասունների՝ մասնավորապես կետերի և դելֆինների մոտ է։ Առհասարակ, կա տարածված մի կարծիք, թե կենդանիները զգում են երկրաշարժը։ Իրականում կենդանիներն այսպես ասած լսում են երկրաշարժը, այսինքն` քարոլորտում տեղի ունեցող փոփոխությունները ձայնային ալիքների տեսք են ստանում և դա լսելի  է որոշ կենդանիների՝ այդ թվում չղջիկների, նշածս ջրային կաթնասունների համար։ Մարդու համար այդ ձայները լսելի չեն, մարդու դեպքում, եթե թվային սանդղակով խոսենք, անգամ նորածնի համար ձայները շատ ավելի լսելի են, քան չափահաս մարդու։ Օրինակ եթե նորածնի դեպքում 18 – 20 հազար հերց է լսելի տիրույթը, չափահաս մարդու մոտ 20 հազար հերցը ստորին շեմն է՝ 14-16 հազար հերցը ամենաբարձրն է, մեկ անհատի զարգացվածության ընթացքում այսինքն նվազում է լսելի ձայնի շեմը անգամ»,-ասում է Բագրատ Բաղդասարյանը։

Ձայնատեղորոշման համակարգը լայնորեն կիրառվել է տեխնոլոգիաներում, բացի ռադարից` վառ օրինակներ են՝ ավիգացիոն սարքերից էխոհնչյունավորիչի հայտնագործումը, Երկաթուղային ուլտրաձայնային թերությունների դետեկտորը, մակարդակաչափերը, հաստաչափերը, միաչափերը և այլն։ Դժվար է վստահաբար ձևակերպել, որ մարդը դրանք հայտնաբերել է․ բնության մեջ և կենդանական աշխարհում տեխնոլոգիաներն արդեն իսկ ունեն իրենց նմանակները, մարդը միայն գտել և վերածել է դրանք տեխնոլոգիաների։