蝙蝠是探测声音的大师——这很大程度上与它们可爱的大耳朵的机械结构有关。一组独特的内耳特征可能解释了为什么一个蝙蝠群体进化出了能够让它们在南极洲以外的所有大陆上繁衍生息的复杂回声定位策略，科学家们今天在《自然》杂志上报道。
研究人员检查了来自阴翼手目和阳翼手目两大类群的 39 种蝙蝠的头骨。他们发现，包括大多数蝙蝠科和 82% 的回声定位物种在内的阳翼手目蝙蝠，其内耳与其他任何哺乳动物都不同。这些蝙蝠的内耳耳蜗内有额外的空间和更多的神经元，这可能有助于它们在广泛的环境中捕食。
“我们认为这使得阴翼手目蝙蝠能够发出它们闻名于世的非常复杂的回声定位叫声，”菲尔德自然史博物馆（芝加哥）哺乳动物馆长、该发现的合著者 Bruce Patterson 表示。
传统上，蝙蝠被分为两个群体：巨翼手目和微翼手目，或称巨蝙蝠和微蝙蝠。巨翼手目包括狐蝠，它们通常通过视觉和嗅觉寻找水果和花蜜，尽管其中一些也使用舌头咔哒声作为回声定位信号。微翼手目则包含了使用喉部发出的声音进行回声定位的蝙蝠，称为喉部回声定位。微蝙蝠主要以昆虫（包括农业害虫）和其他小型动物为食。
然而，自 2000 年以来，遗传学证据表明，其中一些回声定位者实际上比其他微蝙蝠与巨蝙蝠关系更密切。这促使研究人员提出了两个新群体。阴翼手目蝙蝠栖息在东半球，包括狐蝠以及一些其他科，如马蹄蝠和鼠尾蝠。相比之下，938 种阳翼手目蝙蝠遍布世界各地。它们的成员包括尾蝠、吸血蝙蝠、鬼脸蝙蝠、大棕蝠以及一直很受欢迎、颇具魅力的洪都拉斯白蝠。
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这些蝙蝠中发现的广泛的适应性让科学家们在寻找区分阳翼手目和阴翼手目的解剖学特征时感到困惑。Patterson 说：“大部分多样性都在阳翼手目中。所以找到将它们联系在一起的东西就像大海捞针，但这种内耳特征组合似乎正是如此。”
他和他的合作者调查了现存 21 个蝙蝠科中的 19 个科的头骨。该团队使用 CT 扫描来观察微小的头骨内部，并在显微镜下检查内耳结构的精细横截面。
自侏罗纪以来，哺乳动物在蜗牛壳状耳蜗内耳结构方面一直有一个独特的排列。称为神经节的神经细胞体簇将毛细胞接收到的神经冲动传递给大脑。神经节包含在一个厚厚的骨壁中，骨壁上有微小的孔，允许神经纤维通过。
但在阳翼手目蝙蝠中，情况略有不同。Patterson 说：“当你沿着这个螺旋上升时，墙壁就打开了。”在一些蝙蝠中，微小的孔变成了“更大的窗户”，允许大神经束通过。最终，Patterson 说，“墙壁消失了，神经节actually 从管中脱落出来。” 在其他阳翼手目蝙蝠中，骨壁在神经节管的整个长度上都不存在。因此，这些蝙蝠可以容纳更多的神经元来接收传入的声音信号。
Patterson 说，这表明“正是由于骨管约束的减少、神经节的增大以及神经纤维更紧密的束缚，才导致了阳翼手目蝙蝠的爆炸式多样化。”
在阴翼手目蝙蝠中，那些回声定位的物种会发出连续的恒定频率的声脉冲。Patterson 说，这种回声定位方式非常适合寻找在树叶和其他杂物上爬行的昆虫，但对空中捕食帮助不大。阳翼手目蝙蝠发出的回声定位叫声间隔时间较长，先是高频，然后逐渐降低到低频。Patterson 说，这些叫声有效地给了这些飞行的哺乳动物一个更强大的“手电筒光束”，可以传播得更远，并能收集到关于它们周围环境的更多多样化信息。
这种策略可以适应更广泛的条件。Patterson 说：“它代表了蝙蝠的一种适应性突破，因为它使它们能够主宰夜空，摆脱了只关注灌木丛的限制。”
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M. Brock Fenton，来自安大略省伦敦市西安大略大学的生物学家，在一篇简短的评论中写道，这些发现表明，阴翼手目蝙蝠特有的有壁管随着时间的推移，逐渐形成了阳翼手目蝙蝠独特的内耳结构。这支持了回声定位在这次分裂之前就已出现，并且后来在一些阴翼手目蝙蝠中该技能已经丢失的观点。这篇评论发表在同一期的《自然》杂志上。
爱尔兰都柏林大学学院的教授兼蝙蝠生物学家 Emma Teeling（未参与该研究）在电子邮件中写道：“这是一个令人兴奋的新的哺乳动物特征，在蝙蝠身上被发现，可以为我们如何研究喉部回声定位在哺乳动物中的进化提供新的视角，从而解决一个长期的进化争论。”
>有趣的是，研究人员发现了两种阳翼手目蝙蝠，与它们的近亲不同，它们的耳蜗整个长度都有一层厚厚的骨壁。目前尚不清楚为什么会发生这种进化逆转，尽管 Patterson 怀疑这与这些蝙蝠高度特化的捕食策略有关，它们会掠过水面，用脚抓取小鱼或昆虫。
他表示，这一观察结果凸显了一个事实，即关于回声定位在两个蝙蝠群体中如何进化的问题仍有待研究。
