2019-08-01 23:14:01
蝙蝠用树叶作为镜子在黑暗中找到猎物

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在热带森林里没有月亮的夜晚,蝙蝠在漆黑的黑暗中穿过,抓住昆虫静静地躺在树叶上 - 这似乎是不可能的壮举。史密森尼热带研究所(STRI)的新实验表明,通过改变它们的接近角度,回声定位的叶鼻蝙蝠可以使用这种第六感来找到声学伪装的猎物。发表在“当代生物学”杂志上的这些新发现对捕食者 - 猎物相互作用的演变具有令人兴奋的意义。

“多年来人们认为蝙蝠不可能通过回声定位找到静止,不动的猎物在叶子上休息,”STRI的Tupper博士后研究员Inga Geipel说道。 Geipel的团队发现了蝙蝠如何实现不可能。通过结合使用生物声学设备的实验证据来创建和测量人工信号,以及当蝙蝠接近猎物时对蝙蝠进行高速视频观察的证据,揭示了接近角的重要性。

蝙蝠拥有一个人类无法分享的超级大国:他们用声波淹没一个区域,然后利用来自回归回波的信息在环境中导航。叶子强烈地反射回声定位信号,遮蔽来自静止昆虫的较弱回波。因此,在热带森林茂密的树叶中,叶子的回声可能成为昆虫的天然隐形机制,被称为声学伪装。

为了理解蝙蝠如何克服声学伪装并抓住它们的猎物,研究人员将声波瞄准了一个有或没有来自500多个位置的昆虫的叶子,以便创建回声的完整三维表示。在每个位置,他们计算了代表蝙蝠呼叫频率的五种不同声音频率的回声强度。

有和没有昆虫的叶子如果来自正前方(即,从小于30度的角度),则强烈地反射声音。当蝙蝠从这些角度接近时,它无法找到它的猎物,因为叶子的强回声掩盖了昆虫的回声。但Geipel及其同事发现,如果声音来自大于30度的倾斜角度,声音就会从声源反射出来,叶子像镜子一样,就像湖泊在黄昏或黎明时反射周围的森林一样。接近角使得可以检测到静止的昆虫。

基于这些实验,Geipel及其同事预测,蝙蝠应该从42到78度之间的角度接近叶子上的休息昆虫,这是辨别叶子是否有昆虫的最佳角度。

接下来,Geipel在巴拿马的STRI巴罗科罗拉多岛研究站记录了实际的蝙蝠,因为他们接近位于人造叶子上的昆虫。通过使用两台高速摄像机的录音,她重建了蝙蝠的三维飞行路径,因为它们接近猎物并确定了它们的位置。她发现,正如预测的那样,近80%的接近角都在角度范围内,这使得蝙蝠能够将昆虫与叶子区分开来。

“这项研究改变了我们对回声定位潜在用途的理解,”Geipel说。 “它对捕食者 - 猎物相互作用以及感官生态学和进化领域的研究具有重要意义。”

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