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蝙蝠用樹葉作為鏡子在黑暗中找到獵物

在熱帶森林中沒有月亮的夜晚,蝙蝠穿過漆黑的黑暗,搶奪在樹葉上靜靜地棲息的昆蟲 - 這似乎是不可能的壯舉。史密森尼熱帶研究所(STRI)的新實驗表明,通過改變它們的接近角度,回聲定位的葉鼻蝙蝠可以使用這種第六感來找到聲學偽裝的獵物。發表在“當代生物學”雜志上的這些新發現對捕食者 - 獵物相互作用的演變具有令人興奮的意義。

“多年來人們認為蝙蝠不可能通過回聲定位找到靜止,不動的獵物在葉子上休息,”STRI的Tupper博士后研究員Inga Geipel說道。Geipel的團隊發現了蝙蝠如何實現不可能。通過結合使用生物聲學設備的實驗證據來創建和測量人工信號,以及當蝙蝠接近獵物時對蝙蝠進行高速視頻觀察的證據,揭示了接近角的重要性。

蝙蝠擁有一個人類無法分享的超級大國:他們用聲波淹沒一個區域,然后利用來自回歸回波的信息在環境中導航。葉子強烈地反射回聲定位信號,遮蔽來自靜止昆蟲的較弱回波。因此,在熱帶森林茂密的樹葉中,葉子的回聲可能成為昆蟲的天然隱形機制,被稱為聲學偽裝。

為了理解蝙蝠如何克服聲學偽裝并抓住它們的獵物,研究人員將聲波瞄準了一個有或沒有來自500多個位置的昆蟲的葉子,以便創建回聲的完整三維表示。在每個位置,他們計算了代表蝙蝠呼叫頻率的五種不同聲音頻率的回聲強度。

有和沒有昆蟲的葉子強烈地反射聲音,如果它來自正前方(即,從小于30度的角度)。當蝙蝠從這些角度接近時,它無法找到它的獵物,因為葉子的強回聲掩蓋了昆蟲的回聲。但Geipel及其同事發現,如果聲音來自大于30度的傾斜角度,聲音就會從聲源反射出來,葉子像鏡子一樣,就像湖泊在黃昏或黎明時反射周圍的森林一樣。接近角使得可以檢測到靜止的昆蟲。

基于這些實驗,Geipel及其同事預測,蝙蝠應該從42到78度之間的角度接近葉子上的休息昆蟲,這是辨別葉子是否有昆蟲的最佳角度。

接下來,Geipel在巴拿馬的STRI巴羅科羅拉多島研究站記錄了實際的蝙蝠,因為他們接近位于人造葉子上的昆蟲。通過使用兩臺高速攝像機的錄音,她重建了蝙蝠的三維飛行路徑,因為它們接近獵物并確定了它們的位置。她發現,正如預測的那樣,近80%的接近角都在角度范圍內,這使得蝙蝠能夠將昆蟲與葉子區分開來。

“這項研究改變了我們對回聲定位潛在用途的理解,”Geipel說。“它對捕食者 - 獵物相互作用以及感官生態學和進化領域的研究具有重要意義。”

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