前沿：回聲定位也有盲區？

一隻大鼠耳蝠準備起飛。Credit: Stefan Greif

撰文 | 馮 梟

責編 | 陳曉雪

知識分子為更好的智趣生活ID：The-Intellectual

談到蝙蝠，想必大家並不會感到陌生，它們能在空中飛翔，卻不屬於鳥類，而是一種高度專業化的哺乳動物。蝙蝠自身有一套精準的回聲定位系統（回聲定位是一種空間定向的方法，是指某些動物通過口腔或鼻腔將喉部產生的超聲波發射出去，並利用折回的聲音來定向），能夠通過布滿障礙的地區，甚至在一片漆黑中自由飛翔，而且能在飛翔的過程中開展包括急轉彎在內的一系列精巧動作。得益於此，大部分蝙蝠能在夜晚捕食蚊蟲，在樹林里飛行卻不會撞到樹。

儘管如此，人們還是會時不時在建築物附近發現受傷或死亡的蝙蝠，尤其是在一些人造的光滑垂直平面附近。人們不禁會問，是什麼導致了這一現象？

最近，德國馬克斯普朗克鳥類學研究所（Max Planck Institute for Ornithology）的科學家Stefan Greif及其同事使用大鼠耳蝠（Myotis myotis）作為研究對象，監測了它們的飛行軌跡與飛行狀態，發現蝙蝠的回聲定位系統存在盲區，無法識別垂直的光滑障礙。

9月8日，國際學術期刊《科學》（Science）在線發表了這一結果。

研究人員首先發現，蝙蝠能夠利用回聲定位系統，探測、分類、定位對象和環境，而在光滑垂直平面前卻失敗了，這很可能是因為蝙蝠無法正確地識別它。

為了進一步探索該現象，研究人員建立了一個銜接的矩形飛行隧道，在這漆黑隧道的角落不遠處垂直或水平放置了光滑的金屬板，垂直板在自然環境中並不常見，而平滑的湖面則類似於水平板。隨後，他們將大鼠耳蝠置於其中飛行。

大鼠耳蝠飛行實驗環境的搭建。來源：Stefan Greif, et al. Science, 2017

統計結果顯示，21隻大鼠耳蝠中，有19隻與垂直板相撞，但沒有大鼠耳蝠與水平板相撞。

研究人員還發現，當垂直板位於大鼠耳蝠的前方時，它們發出的聲波次數減少，靠近垂直板的角度直接，飛行速度也比避免碰撞的狀態更快。當水平板在大鼠耳蝠的前方時，從粗糙平面到光滑平面的回波振幅變化和失蹤的聲波可能可以給大鼠耳蝠提示，警告它們存在的障礙，使其有足夠的時間去處理，從而完美避開水平放置的光滑金屬板。同時，三種蝙蝠的野外實驗也得到了類似的結果。

因此，研究人員認為由於回聲定位系統的聲學反射鏡特性，蝙蝠會將光滑垂直的平面視為清晰空曠的飛行路線，反覆地與之碰撞，而這也成為了蝙蝠的感官陷阱。

該研究也指出，實驗只是一個模擬的環境，為了更好地評估人類對蝙蝠的實際影響，還需要在實際環境中的光滑垂直平面（如建築物的大型玻璃表面）展開更多的監測和記錄，並盡量避免或減輕人類行為對蝙蝠種群的潛在有害影響。

參考資料：

Stefan Greit, Sandor Zsebok, Daniela Schmieder, Bjorn M. Siemers (2017). Acoustic mirrors as sensory traps for bats. Science, 357(6355),1045-1047

http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aam7817

製版編輯：斯嘉麗丨

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