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棕色長耳蝙蝠。庫/Shutterstock。
蝙蝠是著名的利用迴聲定位導航的大師。它們發出聲波並聆聽它們如何從物體上反彈。由此,蝙蝠甚至可以順利地飛過最茂密的森林。但是,即使有聲視覺,蝙蝠似乎也不可能識別樹葉中的小飛蛾(也稱為晚餐)。那麼蝙蝠如何精確定位如此微小的獵物呢?
為了找到答案,一群科學家製作了一種模仿蝙蝠聆聽障礙物的方式的裝置。他們創建了一個客製化的聲學斷層掃描系統,由一個超音波麥克風組成,該麥克風的位置可以複製蝙蝠的耳朵。然後他們將其連接到一台機器上,該機器可以可視化麥克風拾取的內容,並以有點像 CAT 掃描的方式對其進行編譯。
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與粗糙表面相比,光滑表面上的飛蛾。伊麗莎白·克萊爾。
該團隊掃描了具有多個聲音頻率的樣本(如上圖)。然後他們解釋“耳朵”記錄的內容並將其轉換為圖像。他們測試了耳朵辨別不同表面(例如岩石、樹皮、樹葉和非常光滑的石板)上死蛾的能力。當觀察耳朵記錄的聲波時,研究團隊發現沒有明顯的昆蟲形狀的訊號從背景中彈出。那麼蝙蝠如何辨識靜止的獵物呢?
“他們關注的可能不是獵物本身,而是失踪的表面嗎?”論文的合著者伊麗莎白·克萊爾 (Elizabeth Clare) 詢問了 IFLScience。
「如果你是一隻蝙蝠,從一片葉子的一端掃描到另一端,你得到的只是葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子如果你是一隻蝙蝠,你從一片葉子的一端掃描到另一端,你得到的只是葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子葉子如果上面有什麼東西,你不一定會看到某東西存在的信息相反,坐在上面,你得到的只是缺失的葉子。
A僅是slate,藍線代表slate的背景訊號。 B是石板加上飛蛾,綠線有不同的訊號,表示石板上有飛蛾。伊麗莎白·克萊爾(Elizabeth Clare),倫敦瑪麗女王大學/馬克·霍爾德里德(Marc Holderied),布里斯託大學。
使用這種技術的蝙蝠往往每天晚上都會在同一個地方捕獵,並且會一遍又一遍地掃描樹葉。這意味著當有不同的東西時更容易發現:例如棲息在葉子上的昆蟲。
這個假設與蝙蝠的行為非常吻合。蝙蝠傾向於在光滑、可預測的表面(如樹葉)上尋找昆蟲,而不是在粗糙、不平坦的背景上尋找昆蟲。
從這個邏輯來看,昆蟲在粗糙的表面上紮營以避免被發現是有道理的。這種邏輯對於聲學偽裝的隱藏世界具有令人著迷的含義。克萊爾向 IFLScience 表示:“我認為,這將是最早的非視覺偽裝形式之一。”
只有大約三分之一的蝙蝠只使用迴聲定位;其他蝙蝠用視覺來補充它。種微小小黴菌(右)被確定為專門利用迴聲定位進行狩獵的可能候選者。
使用迴聲定位的不僅是蝙蝠。一些鳥類以及水下動物(例如一些海豚和鯨魚)使用它來導航。不確定這些動物是否使用科學家的技術來處理圖像和發現獵物,但克萊爾有興趣看看它們是否這樣做。
“下一步將是出去用活體動物做實驗,並給它們不同類型表面上的物體”,看看它們是否在更光滑的表面上更容易。
下圖:Micronycteris microtis 蝙蝠。伊麗莎白·克萊爾。