Echolokace, nazývaná také Biosonar, je biologický sonar, který používá několik savců, jako jsou netopýři (i když ne všechny druhy), delfíni a velryby (i když ne plejtváci). Termín vymyslel Donald Griffin, který jako první přesvědčivě prokázal jeho existenci u netopýrů. Tento systém pro navigaci jeskyněmi využívají také dvě ptačí skupiny, tzv. Jeskynní Swiftlets u rodu Aerodramus (dříve Collocalia) a nepříbuzný Oilbird Steatornis caripensis. Je to aspekt chování zvířat při shánění potravy.
Echolokující zvířata vysílají volání do prostředí a naslouchají ozvěnám těch volání, která se vracejí z různých objektů v prostředí. Používají tyto ozvěny k lokalizaci, zaměření a identifikaci objektů. Echolokace se používá pro navigaci a pro hledání potravy (nebo lov) v různých prostředích.
Echolokace funguje jako aktivní sonar, používá zvuky vydávané zvířetem. Měření časové prodlevy mezi vlastní zvukovou emisí zvířete a případnými ozvěnami, které se vracejí z prostředí. Na rozdíl od některých sonarů, které se při lokalizaci cíle spoléhají na extrémně úzký paprsek, zvířecí echolokace se spoléhá na více přijímačů. Zvířata provádějící echolokaci mají dvě uši umístěné mírně od sebe. Ozvěny vracející se k oběma uším přicházejí v různou dobu a v různé hlasitosti v závislosti na poloze objektu, který vytváří ozvěny. Rozdíly v čase a hlasitosti zvířata využívají k vnímání směru. Díky echolokaci vidí netopýr nebo jiné zvíře nejen to, kam jde, ale také to, jak velké je jiné zvíře, jaký druh zvířete to je a také další rysy.
Mikrobáti využívají echolokaci k navigaci a shánění potravy, často v úplné tmě. Obvykle vylézají ze svých hnízdišť v jeskyních nebo podkroví za soumraku a shánějí hmyz do noci. Jejich využití echolokace jim umožňuje obsadit výklenek, kde je často mnoho hmyzu (který vylézá v noci, protože pak je méně predátorů) a kde je menší konkurence o potravu a kde je méně jiných druhů, které se mohou živit samotnými netopýry.
Mikrobáti generují ultrazvuk přes hrtan a vydávají zvuk nosem nebo, mnohem častěji, otevřenými ústy. Mikrobáti volají (help·info)
Jednotlivé druhy netopýrů echolokovat v rámci specifických kmitočtových rozsahů, které vyhovují jejich prostředí a kořist typy. To byl někdy používán výzkumníky k identifikaci netopýrů létání v oblasti jednoduše tím, že záznam jejich volání s ultrazvukovým záznamníkem známý jako ‚detektory netopýrů‘. Nicméně echolokační volání nejsou druhově specifické a někteří netopýři překrývají v typu volání, které používají, takže záznamy echolokačních volání nemohou být použity k identifikaci všech netopýrů. V posledních letech výzkumníci v několika zemích vyvinuli ‚bat call knihovny‘, které obsahují záznamy místních druhů netopýrů, které byly identifikovány jako ‚referenční volání‘ pomoci s identifikací.
Od sedmdesátých let se mezi výzkumníky vedou kontroverze o to, zda netopýři používají formu zpracování známou z radaru, která se nazývá souvislá křížová korelace. Soudržnost znamená, že fáze echolokačních signálů je netopýry používána, křížová korelace jen znamená, že odchozí signál je porovnáván s vracejícími se ozvěnami v běžícím procesu. Dnes se většina – ale ne všichni – výzkumníci domnívají, že používají křížovou korelaci, ale v nesouvislé podobě, která se nazývá přijímač filtrační banky.
Při hledání kořisti vydávají zvuky nízkou rychlostí (10-20/s). Během fáze hledání je zvuková emise spojena s dýcháním, které je opět spojeno s křídlem. Spekuluje se, že toto spojení šetří energii. Po zjištění potenciální kořisti mikronetopýři zvyšují rychlost pulsů, končících konečným bzučením, rychlostí až 200/s. Během přibližování k detekovanému cíli se doba trvání zvuků postupně snižuje, stejně jako energie zvuku.
Diagram znázorňující generování, šíření a příjem zvuku u zubaté velryby. Odchozí zvuky jsou červené a příchozí zelené
Zubaté velryby (podřád odontoceti), včetně delfínů, sviňuch, říčních delfínů, kosatek a vorvaňů, používají biosonar, protože žijí v podmořském prostředí, které má příznivé akustické vlastnosti a kde je zrak extrémně omezený v dosahu kvůli absorpci nebo zákalu.
Zubaté velryby vydávají soustředěný paprsek vysokofrekvenčních cvaknutí ve směru, kterým směřuje jejich hlava. Zvuky jsou generovány prouděním vzduchu z kostnatých narů přes zvukové rty. Tyto zvuky jsou odraženy hustou konkávní kostí lebky a vzdušným vakem na jejím úpatí. Zaostřený paprsek je modulován velkým tučným orgánem známým jako „meloun“. Ten se chová jako akustická čočka, protože je složen z lipidů s různou hustotou. Většina zubatých velryb používá cvakání v sérii, nebo cvakací trénink, pro echolokaci, zatímco vorvaň může cvakání vydávat jednotlivě. Zdá se, že hvízdání zubatých velryb se v echolokaci nepoužívá. Různé rychlosti tvorby cvaknutí v cvakacím tréninku vyvolávají známé štěkání, kvičení a vrčení delfína skákavého. Cvakací trénink s rychlostí opakování nad 600 za sekundu se nazývá impulzní puls. U delfínů skákavých sluchový mozek reaguje na jednotlivá cvaknutí až do 600 za sekundu, ale přináší odstupňovanou odezvu pro vyšší rychlost opakování.
Některé menší ozubené velryby mohou mít své zuby uspořádané tak, aby jim pomáhaly při echolokaci. Umístění zubů v čelisti delfína skákavého, jako příklad, není symetrické při pohledu z vertikální roviny, a tato asymetrie by mohla být případně pomůckou při delfíním snímání, pokud ozvěny z jeho biosonaru přicházejí z jedné nebo druhé strany.
Ozvěny jsou přijímány pomocí spodní čelisti jako primární přijímací cesty, odkud jsou přenášeny do vnitřního ucha prostřednictvím spojitého tukového těla. Boční zvuk může být přijímán prostřednictvím tukových lalůčků obklopujících uši s podobnou akustickou hustotou jako kost. Někteří badatelé se domnívají, že když se přiblíží k objektu zájmu, chrání se před hlasitější ozvěnou tím, že ztiší vydávaný zvuk. U netopýrů je známo, že se to děje, ale zde je také snížena citlivost sluchu v blízkosti cíle.
Je známo, že ropuchy a některé druhy rorýsů používají hrubou formu biosonaru (ve srovnání se schopnostmi netopýrů a delfínů). Tito noční ptáci vydávají volání během letu a využívají volání k navigaci mezi stromy a jeskyněmi, kde žijí.
Jediní suchozemští savci, o kterých je známo, že echolokují, jsou dva rody (Sorex a Blarina) rejsků a rejnoci madagaskarské. Patří mezi ně rejsek potulný (Sorex vagrans), rejsek obecný nebo rejsek euroasijský (Sorex araneus) a rejsek krátkoocasý (Blarina brevicauda). rejsci vydávají sérii ultrazvukových pískotů. Na rozdíl od netopýrů rejsci pravděpodobně používají echolokaci k průzkumu svého prostředí spíše než k určení potravy.