
蝙蝠可能會通過聽力來狩獵,但一項新的研究發現他們也有飛行的感覺。
該理論 - 蝙蝠通過觸摸飛行 - 是法國生物學家喬治·庫維爾(Georges Cuvier)在1780年代首次提出的,但在1930年代,當研究人員發現這些生物可以通過發出高頻呼叫並發出迴聲後反彈時,它可以在1930年代進行導航。
俄亥俄州大學的神經生物學家約翰·祖克(John Zook)進行了新的研究,他發現蝙蝠的機翼上的觸摸敏感受體有助於他們保持高度並在空中捕獲昆蟲。
Zook認為,觸摸受體與迴聲定位一起工作,以使蝙蝠更好,更準確。人們認為,迴聲定位有助於蝙蝠檢測周圍的環境,而觸摸敏感的受體有助於他們堅持自己的飛行路徑並抓住獵物。
觸摸受體看起來像是機翼表面上的微小凸起。凸起包含默克爾細胞,這是大多數哺乳動物(包括人)的皮膚上發現的一種觸摸受體。然而,蝙蝠上的觸摸敏感顛簸是獨一無二的:每個人的頭髮都從中心戳出來。
當Zook記錄默克爾細胞的電活動時,他發現它們對流過機翼的空氣很敏感。當氣流 - 湍流的氣流 - 刺激頭髮時,這些細胞最活躍。
受體細胞給出了蝙蝠對其翼位置的持續反饋。當蝙蝠的機翼在飛行過程中沒有正確傾斜或彎曲時,向機翼旁邊的空氣可能會變得動盪。默克爾細胞通過在機翼的位置或曲線不正確時提醒蝙蝠在空氣動力學上保持效率,從而阻止生物停在空中。
祖克說:“這就像帆或飛機。當你更改機翼的曲線時,您會得到改善的升降機。” “但是,如果您彎曲得太多,蝙蝠(或飛機)可能突然失去升力,撞到攤位並從空中掉下來。”
頭髮幫助蝙蝠轉動
為了檢驗他的假設,Zook用脫毛霜從蝙蝠的翅膀上脫下了細膩的頭髮。然後他讓他們飛。
蝙蝠在沿著直徑的路徑時似乎正常飛行,但是當他們試圖急轉彎時,例如在房間的角落,它們會掉落甚至跌落高度,有時會不穩定。當頭髮向後長時,蝙蝠再次正常轉彎。
祖克說:“沒有頭髮,蝙蝠就會增加翅膀的曲線過多或不夠。”
蝙蝠的飛行行為還取決於翅膀上的頭髮的去除位置。例如,當Zook沿著翅膀的後邊緣和腿之間的膜上移開頭髮時,蝙蝠可以飛行並有效地轉動,但它們傾向於向前傾斜,因為他們無法控制自己的機上平衡。
使用神經記錄,Zook還揭示了蝙蝠翅膀的膜部分中第二種受體細胞在膜拉伸時反應的重要性。 Zook稱這些伸展敏感的細胞重疊的機翼區域“甜點”,因為它們是蝙蝠喜歡抓獵物的地方。
在實驗室中,Zook射擊了粉蟲,上面覆蓋著麵粉,並記錄了蝙蝠如何捕獲它們。他可以從翅膀上的麵粉烙印中看出,蝙蝠幾乎完全在伸展的甜蜜斑點上捕獲了獵物。
祖克(Zook)在11月的神經科學會議上的研究中提出了初步發現,並對本周宣布的發現的完整說明。