

尽管有句俗语与之相反,蝙蝠并非全盲——它们拥有出色的视力。但它们之所以能掌控夜晚,是因为它们的声纳。或者真是如此吗?
通过聆听自身发出的超声波的反射回声,蝙蝠能比任何鸟类更快地找到昆虫。然而,栖息在洞穴、以昆虫为食的蝙蝠却在黄昏时分出没,这时正是昆虫活动最频繁的时候。这意味着它们大部分的进食时间都在微弱的暮光中度过,此时它们的视力完全足够。相比于超声波的“图像”,视觉能提供更完整、分辨率更高的画面——那么,为什么还要进化出声纳呢?
这是因为结合这两种感官能力,蝙蝠能够获得一种20/20的超级视力,根据一项新论文,作者是Arjan Boonman、Yinon Bar-On、Noam Cvikel和Yossi Yovel。这些动物会观察周围环境以确定自己的行进方向,并利用回声定位来捕食那些仅凭视觉难以发现的昆虫。这种高清的感官感知赋予了它们进化的优势。
“想象一下在高速公路上开车:远处的景物很清晰,但经过身旁时物体就变得模糊了,”Boonman说。“回声定位赋予蝙蝠在高速度飞行中锁定微小物体——主要是昆虫——的独特能力。”
为了弄清这一点,研究人员(他们都来自特拉维夫大学)研究了在中东和北非地区常见的两种蝙蝠:库氏鼠耳蝠和巨臀蝠。库氏鼠耳蝠捕食蚊子这样的小型猎物,并且活动范围靠近植被。巨臀蝠则捕食更大的猎物,尤其是蚁后,并且在开阔地带飞行。这两种蝙蝠都在日落后不久离开巢穴。

首先,研究人员在一个隔音房间里挂了一些死去的昆虫,并通过扬声器播放录制的蝙蝠叫声,记录声波从飞蛾、草蛉、蚊子和蚂蚁上反射回来的情况。他们还参考了之前的蝙蝠视力研究,估算了蝙蝠在暮光下能够看到这些生物的距离。然后,他们捕捉了一些蝙蝠,并在它们的头上粘上了录音器,几天后取回设备播放录音。他们能够确定,随着天色变暗,蝙蝠并没有改变对声纳的使用方式,这表明无论光线水平如何,它们都会使用回声定位。
最终,他们发现回声定位在低光照条件下探测昆虫的有效性是视觉的两倍,这是一个显著的优势。即使在对视觉能力进行了过高估计的情况下,这个结果也成立。此外,干扰对回声定位的影响不像对视力那样大。多叶的树木会使视觉信号充满噪音,而蚊子和树木的声学特征却清晰可辨。
“除了在极暗环境下是一种更优越的导航感官外,我们发现即使在中等光照水平下,回声定位在探测和追踪小型昆虫方面也优于视觉,”作者们写道。该论文发表在《生理学前沿》杂志上。
为什么鸟类不这样做呢?简单来说,超声波听觉从未像哺乳动物那样在鸟类身上进化出来,而哺乳动物的回声定位能力大约在2300万年前就开始发展了。一些鸟类确实使用可听声纳,少数鸟类是夜行性的。但蝙蝠这种双模态的捕食能力是无与伦比的。
作者们写道,所有这些意味着蝙蝠的大脑必须不断整合来自两种不同感官的两股信息流,才能构建出它们世界的单一图像。它们能够做到这一点,并且能够区分地点和猎物,这可能是它们有如此多物种和不同专长的一个原因。这也是它们掌控夜晚的原因。