Исследовательская работа «Процесс эхолокации летучих мышей»
КОМИТЕТ АДМИНИСТРАЦИИ ЗАРИНСКОГО РАЙОНА ПО ОБРАЗОВАНИЮ И
ДЕЛАМ МОЛОДЕЖИ
МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«СОСНОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»
ЗАРИНСКОГО РАЙОНА АЛТАЙСКОГО КРАЯ
районная ученическая научно – практическая конференция
«ИНТЕЛЛЕКТУАЛ - 2016»
Направление (секция) "Юный исследователь"
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
ПО ТЕМЕ: «ПРОЦЕСС ЭХОЛОКАЦИИ ЛЕТУЧИХ МЫШЕЙ»
выполнил Никитин Сергей,
ученик 4 класса
руководитель Чухловина
Татьяна Михайловна,
учитель начальных классов
с.Сосновка
2016
Оглавление:
І. Введение ………………………………………………………………………… 3
ІІ. Основная часть ………………………………………………………………… 4 - 7
2.1. Эхолокация ……………………………………………………………… 4 - 5
2.2. Эксперимент ……………………………………………………………… 6 - 7
ІІІ. Заключение……………………………………………………………………… 8
ІV. Список используемой литературы …………………………………………… 9
V. Приложения …………………………………………………………………… 10-14
5.1. График неподвижного положения ученика ………………………….. 10
(насекомого) от датчика расстояния (летучей мыши)
5.2. График медленного и быстрого удаления ученика …………………….. 10
(насекомого) от датчика расстояния (летучей мыши)
5.3. График медленного и быстрого приближения …………………………. 11
ученика (насекомого) к датчику расстояния (летучей мыши)
5.4. График при движении (прыжках) .………………………………………. 11
имитирующих полёт насекомого «вверх- вниз».
5.5.Сбор данных при движении (прыжках), …………………………………... 12
имитирующие полёт насекомого «вправо-влево».
5.6 График «Летучая мышь» …………………………………………………… 12
5.7.График «Голова дракона» ………………………………………………… 13
5.8. Электронные эмоции «Грусть» ……………………………………………. 13
5.9. Немного интересного о летучих мышах ………………………………………… 14
І. Введение.
Многие мои друзья и одноклассники при упоминании ЛЕТУЧИХ МЫШЕЙ начинают говорить о них такое, что не соответствует действительности. Своей работой я бы хотел показать, насколько эти существа интересны, необычны и безобидны для человека. Возможно, летучие мыши спасут миллионы людей. Ученые обнаружили, что фермент (антикоагулянт), содержащийся в слюне летучих мышей-вампиров, можно будет в скором будущем использоваться для лечения людей с сердечными заболеваниями. Ученые во всем мире пытаются «скопировать» ферменты, обнаруженные в слюне летучей мыши-вампира, для того чтобы лечить многие болезни сердца и предотвратить сердечные приступы.
Я хочу показать ребятам, как с помощью интересных опытов можно изучать окружающую природу, а также процессы и явления, происходящие вокруг нас.
Цель нашей работы: изучить процесс эхолокации летучих мышей.
Задачи:
1.Познакомиться с процессом эхолокации.
2.Исследовать, как летучие мыши чувствуют свою добычу.
3. Выяснить, как выглядит графическое изображение движения (насекомого).
Объект исследования: процесс эхолокации у летучих мышей.
Предмет исследования: графическое изображение движения.
Материалы и оборудование:
Компьютер с установленной программой Logger Lite;
Датчик расстояния Go! Motion;
Гипотеза исследования. Предположим, что графическое изображение движения изменяется в зависимости от приближения или удаления к датчику расстояния и от него.
VI. Методы исследования
Мною использовались следующие методы исследования: эксперимент, наблюдение, анализ, сравнение, обобщение.
ІІ. Основная часть.
2.1.Эхолокация.
Летучие мыши – это не « мыши с крыльями». Хорошо известные нам полевые и домовые мыши относятся к отряду Грызуны, а летучие мыши – к отряду Рукокрылые.
Это единственные млекопитающие, овладевшие искусством полёта. Летучие мыши могут преодолевать достаточно большие расстояния – иногда до 50 км. в сутки.
Крылья летучих мышей – это складка кожи – летательная перепонка, натянутая между сильно удлинёнными пальцами передних конечностей, телом и задними конечностями.
Известно около 900 видов летучих мышей, подавляющее большинство которых не опасны для человека. Только три вида являются вампирами, территория обитания которых ограничена Латинской Америкой. Но даже эти животные никогда не нападают на людей, так как питаются кровью крупного рогатого скота и некоторых других животных.
Летучие мыши не слепые, но у большинства из них слух лучше, чем зрение. Для обнаружения и поимки своей добычи они используют ЭХОЛОКАЦИЮ. Во время полёта летучие мыши издают звуки высокой частоты (ультразвуки), которые отражаются от поверхности, в том числе от летающих насекомых. Уши мышей представляют собой ЛОКАТОР, который улавливает отражённые звуки (эхо), и на основании этого очень точно определяет, где находится добыча. Человеческое ухо устроено таким образом, что способно улавливать звуки с частотой колебаний не меньше 15-20 раз в секунду, но и не больше 20000 раз. А летучие мыши способны издавать до 150 тысяч колебаний в одну секунду! Человек не может слышать эти звуки, а летучие же мыши не только издают их, но и хорошо слышат их отражение, как эхо. Такое свойство помогает им ориентироваться в пространстве. Звуки, которые издают летучие мыши, уходят в пространство, и, ударяясь о препятствия, возвращаются обратно. Чем ближе препятствие, тем быстрее возвращается звук. Так зверек как бы «нащупывает» все вокруг и облетает преграды, не столкнувшись с ними.
Для того чтобы издать ультразвук и облетать препятствия, многие летучие мыши раскрывают свои рты, но многие из них «кричат» через ноздри. Ультразвуки обычно возникают в гортани, которая по устройству напоминает обычный свисток. Выдыхаемый из легких воздух вихрем проносится через него и с такой силой вырывается наружу, словно выброшен взрывом. Давление проносящегося через гортань воздуха вдвое больше, чем в паровом котле! Более того, издаваемые звуки очень громкие: если бы мы их улавливали, то воспринимали бы, как рев двигателя реактивного истребителя с близкого расстояния. Не глохнут же летучие мыши потому, что у них есть мышцы, закрывающие уши в момент испускания разведывательных ультразвуков. Безопасность ушей гарантируется совершенством их конструкции: при максимальной частоте следования зондирующих импульсов - 250 в секунду - заслонка в ухе летучей мыши успевает открываться и закрываться 500 раз в секунду.
Природа наградила летучих мышей способностью издавать звуки с частотой колебаний выше 20000 герц, то есть ультразвуки, недоступные уху человека. Локатор летучих мышей высоко точен, надежен и ультра миниатюрен. Он всегда находится в рабочем состоянии и во много раз эффективнее всех локационных систем, созданных человеком. С помощью такого ультразвукового "видения" летучие мыши обнаруживают в темноте натянутую проволоку диаметром 0,12-0,05 мм, улавливают эхо, которое в 2000 раз слабее посылаемого сигнала, на фоне множества звуковых помех могут выделять полезный звук, то есть только тот диапазон, который им нужен.
Летучие мыши издают звуки высотой в 50 000-60 000 Гц и воспринимают их. Этим объясняется их способность избегать столкновения с предметами даже при выключенном зрении (принцип радара).
Поскольку скорость звука значительно превышает скорость движения даже быстрокрылых птиц, эхолокацией можно пользоваться и во время полета. Самым совершенным локатором обладают летучие мыши, развивающие во время охоты большую скорость и постоянно выполняющие в воздухе фигуры высшего пилотажа. О качестве "локаторного" слуха свидетельствуют результаты охоты: самые маленькие хищники уже за 15 минут охоты на комаров, мошек и москитов увеличивают свой вес на 10 процентов. "Навигационный прибор" настолько точен, что в состоянии запеленговать микроскопически малый предмет диаметром всего 0,1 миллиметра. Дональд Гриффин, исследователь эхолокаторов летучих мышей (давший, кстати, им это название), считает, что если бы не эхолот, даже всю ночь, летая с открытым ртом, летучая мышь поймала бы по закону случая, одного - единственного комара.
Летучие мыши имеют большое значение в природе. Они вносят свой вклад в здоровье экосистем. Там, где летучих мышей истребляют, быстро возрастает количество насекомых-вредителей, что плохо сказывается на сельском хозяйстве. Некоторые летучие мыши переносят пыльцу и семена растений.
2.2.Эксперимент.
В ходе эксперимента мне нужно узнать, как летучие мыши чувствуют свою добычу. Датчик расстояния будет выполнять функцию аппарата ориентировки летучей мыши, а я – насекомого и выяснить, как выглядит графическое изображение движения.
Я - в роли насекомого.
Неподвижное положение ученика (насекомого) от датчика расстояния (летучей мыши).
1.Настраиваем датчик расстояния на сбор данных, запускаем программу Logger Lite
2.Открываем файл для данного эксперимента.
3.Поднимаем головку датчика расстояния и устанавливаем её под прямым углом и ставим на край стола. Обеспечиваем сигналу датчика свободный путь: как минимум 2 метра в ширину и 3 метра в длину, нужно стоять к датчику лицом и одновременно видеть экран компьютера.
4. Представим, что датчик расстояния – это летучая мышь, висящая на ветке, а я – насекомое, которое она хочет съесть. Я должен выполнить несколько движений и при помощи датчика зафиксировать их в виде линий на графике. Мои действия будут моделировать ситуацию, соответствующую тому, как летучая мышь улавливает движения насекомого. Полученные графики движения копируем в пустые графики, представленные ниже.
- Для построения первого графика я буду неподвижно стоять перед датчиком расстояния. Встану в полуметре от датчика, и не буду двигаться. Кто-то из ребят нажмёт на кнопку СБОР ДАННЫХ.
Переносим эти данные на график 5.1.
5. Теперь встану от датчика на расстоянии 2 метров, и нажмём на кнопку СБОР ДАННЫХ.
Переносим эти данные на график 5.1.
Медленное и быстрое удаление ученика (насекомого) от датчика расстояния (летучей мыши).
1. Для графического изображения движения – удаления, совершаемого с разной скоростью, выполним следующие действия.
2.Повернусь к датчику лицом и медленно отхожу назад, удаляясь от него. Затем неподвижно встану в полуметре от датчика, в этот момент кто-то из группы нажмёт на кнопку СБОР ДАННЫХ.
3.Перенесём полученные данные на график 5.2.
4. Повернусь к датчику лицом, на расстоянии 0,5 м., и быстро удаляюсь от него.
В этот момент кто-то из группы нажмёт на кнопку СБОР ДАННЫХ.
5.Перенесём полученные данные на график 5.2.
Медленное и быстрое приближение ученика (насекомого) к датчику расстояния (летучей мыши).
Встану на расстоянии 3 м. от датчика и начинаю медленно к нему приближаться. В этот момент кто-то из группы нажмёт на кнопку СБОР ДАННЫХ.
Перенесём полученные данные на график 5.3.
А теперь, начинаю быстро приближаться к датчику расстояния с 3 м. В этот момент кто-то из группы нажмёт на кнопку СБОР ДАННЫХ.
Перенесём полученные данные на график 5.3.
Сбор данных при движении (прыжках), имитирующие полёт насекомого
«вверх-вниз».
1.Встану от датчика на расстоянии 2 м. и начну прыгать. В этот момент кто-то из группы нажмёт на кнопку СБОР ДАННЫХ.
2.Перенесём полученные данные на график 5.4.
Сбор данных при движении (прыжках), имитирующие полёт насекомого «вправо-влево».
1.Я и мои помощники (в порядке очередности) встанем от датчика на разных расстояниях, и начнем прыгать. В этот момент кто-то из группы нажмёт на кнопку СБОР ДАННЫХ.
2.Перенесём полученные данные на график 5.5.
ІІІ. Заключение.
Изучив графики движения (насекомого), делаем следующие выводы:
Линия графика, когда я (насекомое) неподвижно стою на месте – остаётся ровной, поскольку расстояние остаётся неизменным.
По мере удаления меня (насекомого) от летучей мыши расстояние увеличивается, поэтому линия на графике идёт вверх.
По мере приближения меня (насекомого) к летучей мыши расстояние уменьшается, поэтому линия на графике идёт вниз.
Если я (насекомое) быстро приближаюсь к летучей мыши, наклонная резко понижается.
Если я (насекомое) медленно отдаляюсь от летучей мыши, наклонная постепенно или плавно поднимается.
Если я стою пред датчиком расстояния на одном месте и подпрыгиваю, график почти ровный. Из-за формы тела и того, что невозможно прямо прыгать вверх-вниз, линия в некоторых местах опускается и поднимается. Датчик измеряет расстояние между мной и детектором, а не между мной и полом.
Если я прыгаю вправо-влево, графическое изображение получается зигзагообразным, то есть датчик фиксирует моё отклонение вправо-влево.
Наша гипотеза подтвердилась - графическое изображение движения изменяется в зависимости от приближения или удаления к датчику расстояния и от него, более того, скорость удаления и приближения тоже играет немаловажную роль, а также датчик (летучая мышь) фиксирует отклонение вправо-влево.
Цель достигнута – мы узнали, как летучие мыши чувствуют свою добычу.
ІV. Список используемой литературы.
1. Начинаем изучать! Основы естественных наук. Картер Д. и другие. М.,2012
2. http://animalworld.com.ua/news/Interesnyje-fakty-o-letuchih-myshah
4. http://news.uklon.com.ua/post/Interesnye-fakty-o-letucih-mysah.aspx
V. Приложения.
5.1. Неподвижное положение ученика (насекомого) от датчика расстояния (летучей мыши) на расстоянии 0,5 м. и 2м.
5.2. Медленное и быстрое удаление ученика (насекомого) от датчика расстояния (летучей мыши).
5.3. Медленное и быстрое приближение ученика (насекомого) к датчику расстояния (летучей мыши).
5.4. Сбор данных при движении (прыжках), имитирующем полёт насекомого «вверх-вниз».
-
Сбор данных при движении (прыжках), имитирующем полёт насекомого «вправо-влево».
5.6. График «Летучая мышь».
5.7.График «Голова дракона».
5.8. Электронные эмоции «Грусть».
5.9. Немного интересного о летучих мышах
Летучие мыши не страдают ожирением. Метаболизм у этих существ необычайно быстрый — они могут переварить бананы, манго, и ягоды приблизительно за 20 минут.
Холодная ночь и вы замерзли? Тогда найдите летучих мышей и поучитесь у них свертываться калачиком. Летучие мыши согревают себя даже в суровую погоду своими крыльями. Они обвивают тело крыльями и создают полную изоляцию, таким образом, получается теплая мини палатка.
Летучие мыши производят только по одному потомку в год.
Обычная летучая мышь, как правило, живет гораздо дольше собаки. Средняя продолжительность жизни летучей мыши постоянно меняется, долгожителями являются преимущественно разновидность коричневых летучих мышей, которые живут иногда более 30 лет.
Летучие мыши очень чистоплотны. Вообще, летучие мыши тратят намного больше времени на свой внешний вид, чем большинство подростков проводят перед зеркалом. Они вычищают себя и своих напарников очень скрупулезно, облизывая и царапая себя часами.
Животные периодически прекращают издавать звуки на доли секунды, чтобы услышать сигнал вожака и выбрать направление полета.
Некоторые виды летучих мышей питаются нектаром.
Во время спячки у ушастых летучих мышей происходит 18 сердцебиений в минуту, по сравнению с 880 ударами сердца в состоянии бодрствования.
Одна летучая мышь может съесть более 600 насекомых в час. В пересчете на вес человека это равняется 20 пиццам.
Некоторые семена никогда не взойдут, если они не пройдут через пищеварительную систему летучей мыши. Летучие мыши распространяют миллионы семян, которые попадают в их желудки из созревших плодов. Приблизительно 95% восстанавливаемых тропических лесов вырастают благодаря летучим мышам.
