果蝠也有声纳

虽然它们像其他蝙蝠一样飞行,看起来也像其他蝙蝠,但果蝠却缺乏使它们的小型同类如此独特的回声定位功能。在已知的 1200 种蝙蝠中,约有 85% 会发出超声波的啁啾声和咔哒声来捕猎,而另外 15% 的蝙蝠,即巨型蝙蝠或“旧世界果蝠”,则不会这样做。它们没有任何所需特殊适应性。

但根据一项新研究,果蝠仍然会进行回声定位。它们只是使用翅膀而不是肺部进行定位。虽然这种原始的回声定位形式效果不佳,但翅膀发出的咔哒声有助于蝙蝠区分大物体。

以色列特拉维夫大学的 Yossi Yovel 和 Arjan Boonman 记录了三个果蝠物种的 19 只个体,在蝙蝠完全黑暗和光照条件下飞行时,监测它们发出的咔哒声。在黑暗中,它们的咔哒声增加了 3 到 5 倍,并且它们能够找到方向——但做得并不太好。

为了测试蝙蝠的能力,研究人员在一个房间里悬挂了一些直径约四分之三英寸的电缆;这大约是微型蝙蝠(一种能发出声纳的蝙蝠)能感知的厚度的 100 倍。蝙蝠不断地撞到电缆上。然后,Yovel 和 Boonman 尝试了一个稍微容易一些的测试,让蝙蝠区分一个反射声音效果好的黑板和一个反射声音效果差的薄黑布。蝙蝠本应降落在黑板上,它们很快就明白了,研究人员确信它们正在使用回声定位。

科学家们想尽一切办法阻止蝙蝠发出咔哒声,包括封住它们的嘴巴、麻痹它们的舌头以及在它们的前臂上贴上海绵。

他们写道:“蝙蝠执行这项任务的能力证明了它们能够利用生物声纳来探测、定位和区分大物体。”

Yovel 和 Boonman 对所有蝙蝠都发出咔哒声以及咔哒声是由翅膀产生的感到惊讶,他们说:“Arjan 和我仍然难以置信,”Yovel 在一份新闻稿中说。

为了确保他们得到正确的结果,研究人员想尽一切办法阻止蝙蝠发出咔哒声——包括封住它们的嘴巴、麻痹它们的舌头以及在蝙蝠的前臂上贴上海绵。“但没有什么能阻止它们发出咔哒声,除非我们干扰了它们的翅膀拍打,”Yovel 说。

他们仍然不确定蝙蝠是如何发出咔哒声的,但他们假设这可能涉及到翅膀的两个部分相互接触,翅膀拍打蝙蝠的身体,或者翅膀骨骼发出声响。他们指出,鸟类已被观察到做这些事情。

为什么大型蝙蝠会进化出这种原始的能力?基于翅膀的回声定位可能与基于喉部发声的回声定位有相似的根源:在黑暗的洞穴中找到方向。研究人员研究的一个物种,洞穴吸蜜蝠(Eonycteris spelaea),经常不得不在完全黑暗中飞行才能到达它们的栖息地。这种蝙蝠的翅膀咔哒声频率最高。另一种蝙蝠,大长舌果蝠(Macroglossus sobrinus),生活在树上并且飞行缓慢,因此有更多的时间观察周围并避免碰撞。与研究中的其他蝙蝠相比,它的咔哒声频率较低。

科学家们知道回声定位至少已经进化了三次——在蝙蝠、齿鲸和一些鸟类中——如果算上金猫鼠和鼩鼱,可能多达五次。但这项研究表明,它可能仅在蝙蝠这一最大的哺乳动物群体中就进化了不止一次。

作者写道:“咔哒作响的果蝠可以被视为行为化石,为研究回声定位的进化打开了一扇窗口。”

论文发表在 Current Biology 上。

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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