当一群蝙蝠离开它们的洞穴，在夜间飞向天空捕食时，它们常常以如此庞大的群体出现，几乎像一个巨大的团块。这些有翼哺乳动物是如何在高达数十万只蝙蝠的密度下飞行，却又不相互碰撞的，这几十年来一直困扰着科学家们。
如今，研究人员认为他们已经找到了蝙蝠如何在类似嘈杂鸡尾酒会的喧嚣声中仍能听到声音的方法。它们似乎改变了回声定位的方式，以便更好地了解离它们最近的蝙蝠的确切位置。这些发现详情刊载于3月31日《美国国家科学院院刊》杂志上的一项研究。
蝙蝠的“鸡尾酒会”
像海豚、齿鲸和一些鸟类一样，许多蝙蝠物种利用回声定位来感知周围的世界。它们发出呼叫，然后倾听反射回的回声。这个回声允许它们“看到”前面的物体。
然而，如果许多蝙蝠同时进行回声定位——例如当整个群体在几分钟内就从洞穴中出来时——其他蝙蝠发出的声音应该会覆盖住蝙蝠导航所需的关键回声信息。这种声学信息的丢失被称为“干扰”。由于干扰，蝙蝠本应相互碰撞，但洞穴外空中发生的事故实际上却非常罕见。
“当你亲眼看到一次碰撞时，几乎会让你感到兴奋，”该研究的合著者、德国马克斯·普朗克动物行为研究所的动物行为学博士后学者Aya Goldshtein在一份声明中说。
科学家们在实验室中采用了多种技术来试图弄清楚蝙蝠如何在嘈杂的环境中听到声音——就像在拥挤的餐馆里一样。他们研究了蝙蝠在群体中如何进行回声定位，观察它们是否以略有不同的频率进行回声定位。理论上，这应该能减少干扰，但以往研究的结果并没有提供足够有力的解释说明是如何或为何如此。
“没有人从单个蝙蝠在出洞时的视角来看待这种情况。如果我们不观察实际行为，又如何理解这种行为呢？”该研究的合著者、以色列特拉维夫大学的神经生态学家Yossi Yovel在一份声明中说。
飞向洞穴
对于这项研究，研究团队研究了生活在以色列胡拉河谷的大鼠耳蝠 (Rhinopoma microphyllum)，并收集了两年内野生蝙蝠黄昏时从洞穴中出现的直接数据。他们为该群落中的几只蝙蝠佩戴了轻便的追踪器，这些追踪器每秒记录一次它们的位置。一些追踪器还配备了超声波麦克风，从蝙蝠的视角记录声景。为了研究这种行为，他们结合使用了高分辨率追踪、超声波报告和感觉运动计算机模型，观察蝙蝠在挤出洞穴时的感知。
然而，被标记的蝙蝠是在洞穴外被释放到即将出现的蝙蝠群中的，这意味着在密度最高时的洞穴出口处收集的数据是缺失的。为了填补这一空白，研究团队使用了由该研究的合著者Omer Mazar开发的计算模型，该模型模拟了蝙蝠出洞的过程。该模型利用追踪器和麦克风收集的数据，重现了从进入洞穴开始，到蝙蝠飞过1.2英里（两公里）的河谷后的完整行为序列。
“模拟让我们能够验证我们关于蝙蝠在出洞过程中如何解决这个复杂任务的假设，”特拉维夫大学博士生、该研究的合著者Mazar在一份声明中说。
蝙蝠的视角
数据显示，当蝙蝠离开洞穴时，它们会经历一阵呼叫的喧嚣。94%的回声定位会受到干扰，但蝙蝠在离开洞穴的五秒钟内就显著减少了回声定位的干扰。研究还观察到蝙蝠进行了两项重要的行为改变。首先，它们在保持群体结构的同时，从密集的群体核心向外散开。其次，它们发出更短、更弱、频率更高的呼叫。
起初，研究团队怀疑蝙蝠会通过迅速分散出洞来减少干扰。然而，它们似乎将回声定位的频率提高，尽管理论上这应该会增加干扰和碰撞的风险。为了理解原因，研究团队必须从蝙蝠的视角来观察整个场景。
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“想象一下你是一只蝙蝠，在杂乱的空间里飞行。你需要了解的最重要的物体就是你正前方的蝙蝠。所以你应该以一种能够让你获得关于那只蝙蝠的最详细信息的方式进行回声定位，”Mazar解释道。“当然，由于干扰，你可能会错过大部分可用的信息，但这并不重要，因为你只需要足够的信息来避免撞到那只蝙蝠。”
看来，蝙蝠改变它们的回声定位方式是为了获取有关附近邻居的详细信息。这种策略最终似乎帮助它们成功地进行导航，避免相互碰撞。
根据研究团队的说法，蝙蝠解决这个嘈杂困境的这种出人意料的结果，是通过研究它们在自然环境中的行为才得以实现的。据研究团队称。
“过去的理论和实验室研究让我们得以设想各种可能性，”Goldshtein说。“但只有当我们尽可能地设身处地地为动物着想时，我们才能真正理解它们面临的挑战以及它们是如何解决这些挑战的。”
