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蝙蝠如何避免回声干扰?

本帖由 漂亮的石头2022-07-15 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] 苏澄宇,动物科学 / 冷门问题收割者/看心情更新 阅读原文
    蝙蝠不仅可以调整超声波发声,避免干扰其他蝙蝠,有时候会故意干扰别人……​
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    如果一只蝙蝠想要和另一只蝙蝠和谐共处,不想干扰对方,闭嘴就好了。

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    2008 年,科学家发现美洲大棕蝠(Eptesicus fuscus)在和同类飞行的时候,会沉默一段时间(一对蝙蝠里其中一只沉默时间超过 0.2 秒)。记录了 7 对蝙蝠,出现了 40%的沉默行为[1]。

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    美洲大棕蝠

    这个实验只是飞行和导航,避免干扰对双方都有利,闭嘴确实有好处。

    但如果出现了只对一方有利的行为时,情况就出现变化了……


    墨西哥游离尾蝠(Tadarida brasiliensis)是一种生活在美洲的蝙蝠,科学家对它感兴趣,不是因为它 162km/h 俯冲速度,而是它会发出一种干扰信号(sinFM)[2]

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    墨西哥游离尾蝠

    在亚利桑那州,生物学家亚伦 · 科克兰(Aaron Corcoran)做了一个实验。在一块野地布下了超声波麦克风阵列,用红外摄像机记录下它们的飞行轨迹,同时用紫外线灯吸引飞蛾过来,引诱墨西哥游离尾蝠过来捕食。

    [​IMG]

    将蝙蝠的超声波信号和飞行路径进行比对后(确认是否为竞争关系),科学家发现,当一只蝙蝠发出嗡嗡嗡的超声波信号定位飞虫位置时:

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    另一只试图夺食的蝙蝠就会发出一个 sinFM 来阻断信号:

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    声波重叠的部分:

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    干扰信号和捕食信号的重叠:

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    这种 sinFM 通过重叠竞争对手的超声波信号,混淆对手的听觉神经元的处理过程,让对方失去锁定通过回声猎物位置的能力。

    当然,被干扰的蝙蝠也会反击对方,用同样的招数,发出干扰信号打乱对手的捕食路线。你来我往,来回穿梭和对抗,到最后总会有一只顶部压力放弃了,赢家就是坚持下去的那只蝙蝠。

    下图中,两只蝙蝠交替发出捕食信号,而另一只蝙蝠则发出 sinFM:

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    在野外,科学家们记录了 145 次蝙蝠猎食的行为, 其中 85.9% 的猎食行动被另一只蝙蝠发出干扰信号失败的。如果没有干扰信号,蝙蝠捕食到成功率上升到 30% 。

    [​IMG]两只蝙蝠“斗狗”https://www.zhihu.com/video/1530930075150745600

    回到实验室后,在环境条件可控的情况下,把一只蛾子拴在离地面高 5 米的线上,放一只蝙蝠出来觅食,同时把之前录好的蝙蝠干扰信号拿出来放,发现确实会干扰到蝙蝠,捕食成功率下降了 73.5 证明了蝙蝠的 sinFM 确实有用。

    所以,蝙蝠想干扰回声的时候就干扰,不想干扰就不干扰,取决于是否符合自己利益。

    阅读原文
     
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