Био- и техно- НАВИГАЦИЯ Работу выполнила: ученица 9А класса ГОУ 363 Тягунова Елена Санкт-Петербург 2011

Цель работы: изучить механизмы различных видов бионавигации и сравнить их с техническими средствами навигации. Морская черепаха использует геомагнитную навигацию Пещерная птица гуахаро ориентируется с помощью эхолокации

Бионавигация – это способность животных определять своё положение в пространстве, среди особей того же или др. видов, чтобы целенаправленно двигаться в пространстве. Виды бионавигации 1. оптическая Астронавигация ПТИЦЫ Ориентация по у/ф изл учению ПЧЕЛЫ Ориентация по поляризованному св. 2. инфракрасная ЗМЕИ 3. акустическая ЛЕТУЧИЕ МЫШИ ДЕЛЬФИНЫ 4. магнитная ПТИЦЫ КИТЫ 5. хеморецепция МУРАВЬИ ЛОСОСЬ

Оптическая ориентация Оптическая ориентация животных определяется, прежде всего, возможностями органов зрения: глаз и других светочувствительных рецепторов. Простейшие беспозвоночные обычно способны лишь регистрировать степень освещённости, спектральный состав света и степень его поляризации. ЛАНЦЕТНИК Лягушки «видят» лишь движущиеся предметы небольших размеров (мелких животных, служащих пищей) и реагируют на быстрое затемнение («враг»); всё остальное воспринимается ими как безразличный фон.

Оптическая ориентация Детальность отражения резко возрастает у насекомых, а также у птиц и млекопитающих, способных ориентироваться не только по множеству «земных» ориентиров, но и по положению Солнца, Луны и звёзд (астронавигация). Мелкие раки, возвращающиеся при отливе в море, ориентируясь по Солнцу. Рыжие лесные муравьи способны учитывать положение Луны. Птицы с поразительной точностью выбирают направление полета, преодолевая иногда тысячи километров от гнездовий до мест зимовок. При таких дальних перелетах птицы хотя бы частично ориентируются по солнцу и звездам, т. е. астрономическим источникам света.

Оптическая ориентация Скрытый от наших глаз мир ультрафиолетового света хорошо виден для пчел и бабочек. Многие, опыляемые пчелами цветы, имеют в своей окраске метки, видимые в УФ-свете и называемые «указатели нектара». Ультрафиолетовое излучение электромагнитное излучение, занимающее диапазон между видимым и рентгеновским излучением ( нм, 7,9× ×10 16 Гц).

Оптическая ориентация Отважные мореходы-викинги почти тысячу лет назад пользовались поляризацией неба для навигации. Обычно они плавали, ориентируясь по Солнцу, но, когда светило было скрыто за сплошной облачностью, викинги смотрели на небо через специальный «солнечный камень», который позволял увидеть на небе темную полоску в 90° от направления на Солнце. Человеческий глаз весьма чувствителен к окраске (то есть длине волны) и яркости света, но третья характеристика света, поляризация, ему практически недоступна. Мы страдаем «поляризационной слепотой». Исландский шпат (прозрачный вариант кальцита), а также турмалин и иолит

Оптическая ориентация Многие насекомые в отличие от человека видят поляризацию света, что даёт им дополнительные возможности для ориентации в пространстве. Ориентация полета пчел по положению солнца A – ориентация полета за взятком; Б – танец пчелы - разведчицы на вертикальных сотах: 1 – положение оси «восьмерки» в случае, если направление к месту взятки совпадает с направлением на солнце; 2 – отклонение оси «восьмерки» при передвижении солнца

Ориентация по ИК излучению Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. Термочувствительные органы с мембранами, регистрирующими ИК- излучение нагретых тел на расстоянии до одного метра, есть у гремучих змей и удавов. Они содержат нервные волокна ганглии тройничного нерва.

Акустическая навигация Акустическая ориентация животных имеет преимущества в водной среде и биотопах с густой растительностью, где возможности зрения ограничены. Летучие мыши и дельфины используют эхолокацию на частотах кГц, посылая зондирующие сигналы и ловя их отражение (эхо) от мишени (добычи) или препятствия.

Акустическая навигация Для дельфинов эхолокация - важнейший способ ориентации в пространстве и главный путь получения информации об окружающем мире. В природе дельфины очень часто используют свой эхолокационный аппарат. Эхо дает им точные сведения не только о положении предметов, но и об их величине, форме, материале.

Магнитная ориентация Многие птицы, по-видимому, чувствительны к магнитному полю Земли, которое управляет стрелкой компаса и позволяет пернатым ориентироваться в пространстве, независимо от расположения небесных светил.

Магнитная ориентация Животным, живущим под водой, мало проку от топографических ориентиров, солнца и звёзд, поэтому рыбы и киты (Китообразные совершают кругосветные плавания по одним и тем же маршрутам, путешествуя из моря в море.), по-видимому, больше полагаются на магнитную чувствительность, следуя силовым линиям, как тропам. Это подтверждается тем, что киты иногда выбрасываются на берег в местах аномалий магнитного поля Земли.

Хеморецепция Хеморецепция – ориентация животных по особенностям химического состава среды особенно широко распространены среди обитателей воды и почвы. Проходные лососёвые рыбы при нерестовых миграциях находят «родные» реки по знакомым запахам. Для самцов некоторых бабочек (сатурний, шелкопрядов) доказана способность находить по запаху самку на расстоянии до 10 км.

Эхолокация в технике Эхолот - навигационный прибор для автоматического измерения глубины водоёмов с помощью гидроаку­стических эхо-сигналов. Эхолокация - один из способов звуковой локации, при котором расстояние до объекта определяется по времени возвращения эхо-сигнала.

Прибор ночного видения Явление фотоэмиссии, заключающееся в высвобождении электронов из твёрдых тел под действием видимого или невидимого излучения, послужило основой для изобретения стаканов. Тепловые лучи, излучаемые предметом, попадают на входной экран электронно- оптического преобразователя чувствительного к тепловой энергии. Число выбиваемых из экрана электронов пропорционально интенсивности теплового излучения. Выбитые электроны направляются на выходной экран и создают на нем люминесцирующее изображение предмета.

Компас Принцип действия магнитного компаса основан на взаимодействии магнитного поля постоянных магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

Бионика- наука о применении в технических устройствах принципов организации живой природы ЗОНАР РЕТИНАТРОН Этот прибор излучает ультразвуковые колебания, улавливает их отражение и преобразует в звуковой сигнал. Ретинатрон, подобно глазу лягушки, не реагирует на неподвижные предметы, находящиеся в поле зрения, и обеспечивает наблюдение за движущимися.

Радиолокация

GPS - навигация GPS (англ. Global Positioning System) спутниковая система навигации. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов.