Проведен сравнительный анализ параметров диапазона слышимости человека и различных видов животных, использующих ультразвук в своей жизни. Выявлены цели использования ультразвука в жизни животных. Составлена сравнительная таблица значений диапазонов слышимости данных групп животных по сравнению с человеком. Проанализирована способность человека воспринимать и генерировать ультразвук, в сравнении с другими животными организмами.
Среда обитания животных и человека различна. В отличие от многих живых существ, люди не способны слышать высокочастотные колебания (ультразвук), исходящие от журчания ручья, писка мышей, стрекота сверчков. Средний диапазон восприятия звуковых волн для человека находится в интервале от 16 до 20 000 Гц [1]. Как известно ультразвук – механические колебания и волны, частоты которых более 20 кГц. Чтобы понять какое значение имеет диапазон слышимости человека среди животных нами был проведен сравнительный анализ параметров диапазона слышимости человека и животных с точки зрения восприятия ультразвука [2]. В результате аналитического сравнения использовались различные животные: наземные, млекопитающие, птицы, животные, использующие систему эхо- и гидролокации [3]. Полученные данные представлены в таблице.
Изучение данных диапазонов слышимости различных групп животных и птиц свидетельствует о том, что животные имеют широкий по сравнению с человеком спектр частот, как в слышимом, так и в ультразвуковом диапазоне. Для чего же животным ультразвук? Оказывается, он играет важную роль в их жизни. Так животные (китообразные, летучие мыши) с помощью ультразвука используют систему гидро- и эхолокации не только для обнаружения препятствий на пути, но и для охоты. Касатки во время зимней охоты на треску оглушают или даже убивают своих жертв ультразвуком. Эхолокация у данных групп животных также является важным средством передачи информации для взаимодействия между особями внутри группы [4].
Некоторые виды птиц в слышимом диапазоне могут издавать во время пения ультразвуки с частотой: до 30 кГц – синегорлые сверкающие колибри; до 50 кГц – канареечный вьюрок, зарянка, тростниковая камышевка. Скворцы способны слышать, ультразвук преимущественно весной. Другие воробьиные птицы в сезон размножения реагируют на ультразвуковые частоты: снегирь слышит до 25 кГц, зяблик – до 29 кГц [5]. Таким образом, ультразвук является неотъемлемой частью их жизни, а его влияние на организм этих животных, играет важнейшую роль в их выживании.
Раз многие животные могут воспринимать ультразвук, отсюда следует, что они его должны и сами генерировать или испускать! Да, ученые подтверждают это своими исследованиями, например, мыши испускают ультразвук в диапазонах частот 20-30 кГц и45-60 кГц, а кролики, мини-свиньи, хомяки в диапазонах 20-25 кГц; также хомяки способны генерировать ультразвук частотой 55 кГц. Ученые назвали явление испускание животными ультразвука – «вокализацией» [6]. Основной диапазон частот ультразвуковых вокализаций крыс, макак, морских свинок – 30-50 кГц [7].
А обладает ли человек такой же способностью слышать и испускать ультразвук? Оказывается – да! Есть научные исследования, свидетельствующие о том, что некоторые люди способны слышать звуки частотой более 20 кГц. Процент людей у которых верхняя частотная граница слуха может составлять 23 кГц довольно велик [8]. По результатам других исследований человек также, как и животные способен к ультразвуковой вокализации. Для человека характерны частоты – 20, 45 и 55 кГц. Причем звучание ультразвуком сильнее проявляется в процессе физической и психоэмоциональной нагрузки. Для человека в плохом настроении свойственны ультразвуки в диапазоне 20-30 кГц, а в хорошем до 50 кГц [6].
Аналитическое сравнение диапазонов слышимости человека и животных
|
№ |
Виды живых существ |
Граница диапазона слышимости, Гц |
Графическое изображение диапазона слышимости |
|
1 |
Человек |
16 – 20 000 |
|
|
|
|||
|
2 |
Земноводные: |
||
|
Лягушка |
200 – 58 000 |
|
|
|
3 |
Птицы: |
||
|
Попугай |
40 – 15 000 |
|
|
|
Синица |
500 – 12 000 |
|
|
|
Снегирь |
500 – 25 000 |
|
|
|
Скворец |
500 – 12 000 |
|
|
|
Зяблик |
500 – 29 000 |
|
|
|
Кряква |
300 – 8 000 |
|
|
|
Чайка |
300 – 10 000 |
|
|
|
Сорока |
40 – 21 000 |
|
|
|
Сова |
100 – 18 000 |
|
|
|
Сокол |
300 – 10 000 |
|
|
|
4 |
Млекопитающие: |
||
|
Собака |
18 – 80 000 |
|
|
|
Кошка |
250 – 100 000 |
|
|
|
Крыса |
500 – 70 000 |
|
|
|
Мышь |
100 – 80 000 |
|
|
|
Крот |
20 – 18 000 |
|
|
|
Медведь |
200 – 80 000 |
|
|
|
5 |
Млекопитающие, использующие систему эхо- и гидролокации: |
||
|
Летучая мышь |
2 000 – 150 000 |
|
|
|
Дельфин |
40– 200 000 |
|
|
В результате, приходим к выводу, что современные научные исследования говорят об изменении общепринятых значений диапазона слышимости и такой же способности человека, как и у животных генерировать ультразвук. Поэтому важно понять – если человеку дана способность воспринимать и излучать ультразвук, то для каких целей? И приобретена или утрачена эта способность в процессе эволюции. Ответы на эти вопросы являются темой дальнейших исследований.
Выводы
1. Проведенный анализ диапазонов слышимости различных групп животных показал, что в жизни животных значимую роль играет именно ультразвуковой спектр частот используемый как для охоты, коммуникации, спасения от хищников и ориентации в пространстве (эхолокация). Таким образом, высокая потребность животных в ультразвуке способствует их выживанию. Человеку возможность слышать ультразвук, с точки зрения выживания – не столь важна.
2. С другой стороны современные научные данные свидетельствуют об обратном, а именно смещении диапазона слышимости человека в сторону ультразвуковых частот, что превышает норму на 3 кГц. Таким образом, диапазон должен быть откорректирован в зоне ультразвуковых частот.
3. Также интересным является тот факт, что мы можем генерировать ультразвук. Это является пока малоизученным и требует дальнейшей проработки. Ответ на вопрос: какова роль диапазона частот человека в животном мире – не однозначен. Либо человек утратил свои способности воспринимать и генерировать ультразвук в процессе эволюции, либо техногенная среда обитания способствовала изменению данного диапазона.
4. С точки зрения медицины также необходимо и важно знать: способность воспринимать и излучать ультразвук полезна или вредна для человека (например, феномен люди хаммеры); какие органы и на каких частотах способны излучать ультразвук? условия и механизм такого излучения? какие должны быть средства исследования?