Chiropterologie
Kurz IV
Tomáš Bartoníčka Ústav botaniky a zoologie Přf MU
Zvuk = mechanické vlnění
Veličiny a jednotky:
> Rychlost šíření zvuku (c, m/s)
ve vzduchu při 20°C 343 m/s, při 10°C 337 m/s
> Hladina akustického tlaku (L, dB) L = 20 log (p/Po)
> Vlnová délka (Á, m)
> Frekvence (=kmitočet) (f, Hz)
> Perioda (X s)
Zvuk = mechanické vlnění
Rychlost c = A/T (m/s) Perioda T = 1 / f (s)
> oblast vnímaná lidským uchem:
16 Hz - 20 000 Hz (lidská řeč 1-3 kHz)
> ultrazvuk: nad 20 000 Hz
> echolokační signály našich netopýrů: 14-110 kHz
> podstata a význam echolokace
> echolokace u vrápenců, netopýrů a některých kaloňů
> typy echolokačních signálů
Parametry ultrazvukových signálů:
1) tónová kvalita
2) frekvence
3) hlasitost
4) rytmus
CF puls s fm okraji (fm-CF-fm)
kHz
80
0
Rhinolophus ferrumequinum
CF = puls s konstantní frekvencí
ms
Taphozous, Rhinolophidae, Hipposideridae, Emballonuridae
QCF, qcf - puls se zdánlivě konstantní frekvencí (quasi-)
FM, fm - puls frekvenčně modulovaný
Nyctolus
14
ms
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window. - Right.
—i-1-1-1-1-1-1-1
3.100 3.150 3.200 3.250 3.300 3.350 3.400 sec.
FM puls s qcf koncern (FM-qcf)
" 9 ms
Eptesicus, Pipistrellus
Myotis, Barbastella, Plecotus
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window. - Right.
100 kHz4-
50 kHz4-
M. daUbentonii
s
MP™
" 1
—I-1-1-1-1-1-1-1
3.100 3.150 3.200 3.250 3.300 3.350 3.400 sec.
3115-3183 m:
Parametry signálu:
1) tónová kvalita
2) frekvence
3) hlasitost
4) rytmus
f      ~ f
min end
f ~f
max start
frekvenční rozsah: fmax - fmin
harmonické frekvence - násobky fundamentálních frekvencí, zpravidla nejsilnější signál je signál tvořený fundamentálními frekvencemi
I
BatSound - [Bat3.WAV [Wave]]
ile   Edit  View  Window   Sound   Tools  Analysis Help
ŠI
¥|»g| <i?|o|H I ~X\X\ te:|[^|E:H
100 kHz —
50 Wat**
Spectrogram, FFT size 512, Hanning window._
i      4. harmonická
-90 dB    -70 dB   -50 dB   -30 dB   -10 dB
I
3. harmonická
2. harmonická
1. harmonická
mm
i
	.0.160	0.180	0.200	0.220	0.240 sec.
Mono. 16 bits. 22050 Hz. Time exp.x 10.					
A 1	!				
For Help, press F1
NUM
Distribuce energie
■fpeak     17 - 200 kHz, max. energie
Power spectrum, FT T size 512, Harming window.
ľ
0 dB-r
-20 dB-L
-40 dB4-
-60 dB4-
-80 dB
H _ ■    ■ ■ ■
-100 dB4-
f
peak
\
i        i       i       i I
. ,        . 50 kHz
43.67 kHz-11.9 dB
I
100 kHz
časové parametry
A	délka pulsu S	
	1 #	
	W     délka mezery M ~	t [ms] ^
	oscilogram	
frekvenční parametry
L [dB]
■ 2ü jb4-
-40 JEJ-
-eo dB
■8D JB4
■ nr, ,; b
■120 <JB
„power spectrum" diagram
O dB
počáteční frekvence
-0.0 kHz-S_4 dB
f [kHz]
100 kHz
765 70S ms
Parametry signálu:
1) tónová kvalita
2) frekvence
3) hlasitost
4) rytmus
Amplituda ve vztahu k citlivosti mikrofonu detektoru ultrazvuku, směru a vzdálenosti letících netopýrů
„hlasité" druhy: Nyctalus spp., Eptesicus spp., Pipistrellus spp., Myotis
daubentonii, M. dasycneme
„tiché" druhy: Myotis nattereri, Plecotus spp., Rhinolophus spp.
Parametry signálu:
1) tónová kvalita
2) frekvence
3) hlasitost
4) rytmus
OJ
-a
3
I
<
0 -
T+x
2T 2T+-C
3T 3T+X
Time
• délka signálu (S): 0,3 (krátké) - 200(dlouhé) ms
FM 5 ms, FM-qcf 10 ms, fm-QCF 25 ms, fm-CF-fm nad 50 ms
• délka mezery (M)
• rytmus rychlý, pomalý
• rytmus pravidelný, nepravidelný
• opakovací poměr (repetition rate) duty cycle, střída
RR = počet signálů /1 [l/s]
DC = 100.ZS /1 [%] DC = 100.S/S+M [%
Fáze (typy) signálů:
A) search calls - vyhledávací hlasy, druhově specifické a charakteristické, vyhledávání kořisti, dlouhé signály, nízký opakovači poměr ("repetition rate"), CF a FM složky
B) approach calls - přibližovací hlasy, detekce kořisti, zkracování délky pulsů a jejich zrychlení, frekvence klesá, redukce CF složky, často sílí harmonické frekvence
C) "feeding buzz" (terminal phase, potravní bzukot) - chytací signály, konečná fáze těsně před ulovením, velmi krátké signály, vysoký repetititon rate
100
search phase
approach
terminal
T<W"W
A
capture
0
0
J_L
0.2
I       I       I_I_I_I-1
0.4
0.6
0.8
1.0
time (s)
Fig. 3.13.   Call structure during prey capture in a CF bat.
100
N
0
§ 100
g
o
o
search phase
approach
V V V
terminal
t
capture -J_
J
0.2
search phase
0.4
0.6
approach
0.8
terminal
1.0
capture
www
'II-
1
1
1
1
1
0.2
0.8
1.0
Fig. 3.8.
0.4 0.6
time (s)
FM echolocation call changes from search to capture, (a) Fundamental frequency only.
(b) With harmonics.
Pipistrellus pygmaeus
kHz
	■ oa da	-TD dB		-sa iB	
5pecti I'Sirai-Ti, FFT a lie -512, Hamming window					
10D hl'S 4-
search phase
approach ph. terminal ph.
I
\ /
spektrogram
ms
0 -3D0 Q.40U C.SW 0600 C.JOP 0 300 Q.90Q 1.D00B«.
Echolokační signály a registrace jejich ozvěn jsou adaptovány na typ loviště a loveckého chování
morfologie křídla		echolokace
		
lovecké chování		charakter loviště
		
Lovecké strategie ve vztahu k echolokaci
1) dlouhé CF a úzkopásmové fm-QCF signály
□ long-range detection - detekce 20 - 40 m, úzce modulované fm-QCF signály, dlouhé signály nad 10 ms, intenzívní hlasy, nízká frekvence (úspora energie na úkor přesnosti - málo informací o kořisti, zvýšení rozsahu f při přiblížení ke kořisti), rychle létající, lovící ve volném prostoru, aerial hawking (vysoké WL a AR), Tadarida, Taphozous, Nyctalus noctula
Úzký vztah mezi tvarem křídla a charakterem signálů - při rychlém letu je detekce na velkou vzdálenost nezbytná
□ fluttering-insect detection, úzce směrové fm-CF-fm signály pro registraci pohybu kořisti (využívá Dopplerova efektu), slabá intenzita hlasů, malý dosah (1-3 m), vysoká frekvence (1. harmonická), v uzavřených biotopech absorbujících ultrazvuk (v korunách stromů), hovering (nízké WL, různé AR), Rhinolophidae, Hipposideridae, Rhinolophus hipposideros
2) krátké širokopásmové FM a FM-qcf signály
Rozpoznávání vzdálenosti kořisti, v blízkosti pak i rozlišení povrchové textury měřením zpoždění odraženého signálu. Různá morfologie křídla (různé WL a AR) - např. Pipistrellus spp. v. Plecotus spp.
Echolokace a létací aparát se vyvíjel nezávisle na sobě v souvislosti s rozvojem rozmanitých loveckých strategií, jejich korelace je sekundární
□ hovering a foliage gleaners - velmi krátké signály (<2 ms, echo se nesmí překrývat s emitovaným signálem) v uzavřených biotopech (v korunách stromů), detekce kořisti do 1 m, vysoké manévrovací schopnosti (nízké WL a AR, zaokrouhlená křídla), Plecotus spp.
□ground gleaners - velmi krátké signály velmi nízké intenzity (aby unikly kořisti schopné registrovat ultrazvuky), využití harmonických frekvencí (přesné „ohmatání" okolního prostoru), často vypnutí echolokace a poslouchání kořisti, Megaderma lyra
3) kombinace obou typů
Adaptace na konkrétní situaci (chování, biotop), např. Rhinopoma hardwickei při přeletu používá CF signály s harmonickými frekvencemi (nejsilnější 1. harmonická jako u našich vrápenců), při pronásledování kořisti přechod na krátké FM signály opět s harmonickými frekvencemi
Lovecké strategie ve vztahu k echolokaci u čeledi Vespertilionidae (Fenton 1986)
□ rychle létající, lovící ve volném prostoru, úzce modulované fm-QCF signály, detekce do 20 m, dlouhé signály nad 10 ms, intenzívní hlasy, Nyctalus noctula
□ pomaleji létající, lovící při okrajích porostů, kolem korun stromů nebo v blízkosti vody, intenzívní hlasy, ale široce modulované o vyšší frekvenci, FM-qcf, délka signálu do 10 ms, detekce kořisti do 1 m, M. daubentonii, N. leisleri, P. pipistrellus, E. serotinus, B. barbastellus, M. nattereri
□ létající v uzavřeném prostoru - v korunách stromů, sběrači z povrchů, pomalý nepravidelný let, výborné manévrovací schopnosti, slabé hlasy o nízké intenzitě, velké frekvenční rozpětí, krátké signály do 1 ms, Plecotus spp., M. bechsteinii
150
GROUNO ' CLOSE TO/
GLEANER
within foliage;
[ blcolor
lyra        ; ^
CF/FM
— 10
I 60
o
£ to
10 0
M petit nattt reri
Rhinolophui roun
A
CF / FM
open space
cu'i.nQ rargtt
\
f M
CF
3 3      ca. 50
SOUND
---"-—
I 3
□ ^RATION
up to SO
fmi]
JO
Detektory ultrazvuku a metody jejich využití ve výzkumu netopýrů
UTZ detektor
□ultrazvukový mikrofon
□elektronické zařízení převádějícící signál
□reproduktor
□baterie
Typy detektorů
□heterodynovací □frequence division □time expansion
Výhody a nevýhody
heterodynovací
Signál zachycen ultrazvukovým mikrofonem a smíchán s výstupem vysokofrekvenčního oscilátoru v detektoru netopýrů. Vzniká tak zvuk, který je součtem a rozdílem obou frekvencí. Pokud je tedy detektor nastaven na 50 kHz a příchozí signál netopýra má Fpeak 49 kHz, pak rozdíl činí 1 kHz, který můžeme slyšet.
□vysoká senzitivita
□určitelnost
□zachování typu signálu (FM, CF atd.)
□může být doplněn o skanování
□levný
□ omezen jen na část frekvencí
□ manuální ovládání ladění
□ neanalyzovatelný záznam
Výhody a nevýhody
frequence division
dělí přicházející frekvence obvykle deseti, čímž se zvuky dostanou do rozsahu lidského sluchu (např. z 50 kHz se stane 5 kHz).
□širokopásmový □analyzovatelný □reálný čas
□ omezené rozlišení frekvencí
□ analyzovatelný záznam s omezením (nezaznamená harmonické frekvence)
Výhody a nevýhody
time expansion
□všechny charakteristiky signálu zachovány pro analýzu
□částečná určitelnost
□širokopásmový
□ délka doby ukládané do paměti
□ nereálný čas
□ vysoká cena
Holgate
HET
QMC mini HET
FREQUENCY
kHz
VOLUME
ON/OFF
ULTRA80UND   DETECTOB  D 100
D230 HET+FD
Holgate HET
D 980 HET+FD+TE
Elekon AG, Swiss, batlogger
File       Edit       View       Tools       Recording Help
^ Start Page  K    |j Luzern_RG_Magali_140928  X |
► Antoplzy       0,       í 2 | | £
Colorful " Log I  L O        I ÜJ000 Z
18030139 x
S Guides       Edit tails        □       | ^
o.ooo ~ ŕ)
Recorded: 2S.09.2014 21:57:5s, 7.62s. Quality: 56.9%   Species:     * Myotis daubentonii        Suggest Species...
* * * * *
»- Motes
(*)— Retording
Value
BATLQGGER M
23.3
1803
18030159.wav 28.092014 21:57:55 7 Set 312500 Hz 18C
D9-A
i\ecoming noies Map
S Luzern_RG_Magali_14092S - BatExplorer
File       Ed ft       View       Tools        Project Help
A       hfl M B B    * - —o Mi*er T v Aut°
r
Start Page f-Aj— Project Info:
Project   I Luzem_RI Created: 02.10.20t Path: E:\BATLOC
Luzern_RG_Magali_14092a - BatExplorer
File       Edit       View       Tools       Project Help
a w   hfl »| B B h
^ Start Page x |j Luzem_RG_Mag;ili_140923 X -(a)- Project Info: Luzem_RG_Magali_140928
Project Luzem_RG_Magali_140928 Created: 02.102014 22:23:27
# Recordings: 293
# Calls: 5709
18030119
Location: BahnhJ
Length: 4.22 s
Calls: ft -I
PeakFreq: 244 Idl Species: • Nyci
Suggel
Path: E:\BAROGGER\14092S_LizeiTi_RG_Magali\Luzern_RG_M     Tot length: 1624.1 s
18030120
Location: Bahnh<
Length: 5,43 s
Calls: 15 -
PeakFreq: 24.9 kl
Species: »Nyc Sugge;
Recording
18030173 ►    □ *****
Location: Wasserturm, Kapell brücke, Neustadt, Lucerne, Luzern, 60 Length: 1.51 s   Ree quality: 14.5 % Calls: 3 -^Length: 14.4 ms, ^Distance: 606 ms, cf-e{2),
Peak Freq: 22.3 kHz (2 Species] Species: • Nyctalus leisleri Suggest Species...
Recorded
28.09.2014
22:03:48
Calls / Spectrogram
18030121
Location: Bahnhi Length: 2.61 s Calls: 11 \
PeakFreq: 48.1 <-l Species: • Pipil Suggel
1803017a ►   B *****
Location: Peter Pan, Bahnhofstrasse, Neustadt, Lucerne, Luzem, 60 Length: 17.66 s Ree quality: 37.1 % 2809 2014
Calls: 35   \  ßLenqth: 2.0 ms, ^Distance: 562 ms, frei-1(15),cf-
y 22:03:57 PeakFreq: 39.2 kHz (2 Species)
Species: * Myotts daubentonii
Suggest Species...
Wildlife Acoustics, USA
Kaleidoscope Pro
Labmaker, Audiomoth
Pre-order: Next Delivery in Feb-2022
iyj tnglisnme! | Unline an..,
L^XB IVI/^K.E R Neuroscience v   Earth & Ecology Biotechnology
Founding developers Alex Rogers, Andrew Hill, Peter Prince
$84.00 USD
USD ■    Q.    'S 0
Pre-order: Next Delivery in Feb-2022
Quantity
Single
Qty
1
Accessories for AudioMoth vl.2.0
□ 0 Audiomoth IPX7 Cose - $39.99 USD (details}
Founding developers Alex Rogers, Andrew Hill, Peter Prince mjjgm
The AudioMoth was created by two computer science PhD students ot the University of Southampton, Andrew Hill and Peter Prince, together with Alex Rogers, a computer science professor at the University of Oxford. The AudioMoth is the first product of their OpenAcousticDevices initiative.
Documentation Source Code
Forum
Sonochiro, France
E}, Sonoview
Fichier Preferences Langue ?
I
□ X
Parasite * Parasite 31*mi Parasite 3M"i Tertiaire 1 Tertiaire 1 W05mi Principále  276Sn11 Principále B5tmi Principále    Principále "* Principále "* Secondaire hm Pr
lnu i iíj_ i yt i » Pi #2 i iq I J
Parasi: 93 Parasi: 66,2% Parasi: 70.4% Myorip: 18 Cynabr: 27.8% - Cynabr: 24,6% - Cynabr: 26.2% - Myorip: 42,4 Myorip: 47% Myorip: 54,2Myorip: 58%
11.« r..
.v v
^1
! ■
" i*'
M
1C
S2_
_1. li_u
a.
Í!Í_
Jí
i
I >'k
i',
' 1	
•fl	
10	
30	
ř°	-V 1
	
12_	
>!__
-H-
lilii-1—H
H—I-W
0 ms
Sequence brute
-50 dB Transparence
5000 ms
		Fichier	Val.	ID	Contact	Groupe	IGp	Espéce	ISp	Cris	Fdom	Fmtn	IntMed	IQua
			'-	filtre	flitre	filtre	filtre	filtre	flitre	filtre	filtre	filtre	filtre	filtre
1		Testi 5s_par...		Vessp	Principále	Vessp	9 |	Myorip	5	13	23	23_	43	
2		Testi 5s_par...		ChiroSp	Secondaire	Molsp	2	Cynabr	2	4	50	50	0	
3	I a	Testi 5s_par...		Vessp	Principále	Vessp	10	Myorip	5	9	51	50	79	
Sequence (0/3) - Micro 0
Základní principy použití detektoru
Kdy?
□během roku □během noci
Kde?
□ loviště
□ úkryty
□ ochrana před klimatickými vlivy (vítr apod.)
Typy výzkumu
• sledování jednoho druhu
• výzkum netopýrů v jednom biotopu
• vyhledávání úkrytů
• liniové transekty, bodová metoda
• faunistický výzkum části krajiny (např. obce)
• dlouhodobý monitoring - migrační chování