蝙蝠用树叶作为镜子在黑暗中找到猎物

作者：张馨予

在热带森林中没有月亮的夜晚，蝙蝠穿过漆黑的黑暗，抢夺在树叶上静静地栖息的昆虫 - 这似乎是不可能的壮举。史密森尼热带研究所(STRI)的新实验表明，通过改变它们的接近角度，回声定位的叶鼻蝙蝠可以使用这种第六感来找到声学伪装的猎物。发表在“当代生物学”杂志上的这些新发现对捕食者 - 猎物相互作用的演变具有令人兴奋的意义。

蝙蝠用树叶作为镜子在黑暗中找到猎物

“多年来人们认为蝙蝠不可能通过回声定位找到静止，不动的猎物在叶子上休息，”STRI的Tupper博士后研究员Inga Geipel说道。Geipel的团队发现了蝙蝠如何实现不可能。通过结合使用生物声学设备的实验证据来创建和测量人工信号，以及当蝙蝠接近猎物时对蝙蝠进行高速视频观察的证据，揭示了接近角的重要性。

蝙蝠拥有一个人类无法分享的超级大国：他们用声波淹没一个区域，然后利用来自回归回波的信息在环境中导航。叶子强烈地反射回声定位信号，遮蔽来自静止昆虫的较弱回波。因此，在热带森林茂密的树叶中，叶子的回声可能成为昆虫的天然隐形机制，被称为声学伪装。

为了理解蝙蝠如何克服声学伪装并抓住它们的猎物，研究人员将声波瞄准了一个有或没有来自500多个位置的昆虫的叶子，以便创建回声的完整三维表示。在每个位置，他们计算了代表蝙蝠呼叫频率的五种不同声音频率的回声强度。

有和没有昆虫的叶子强烈地反射声音，如果它来自正前方(即，从小于30度的角度)。当蝙蝠从这些角度接近时，它无法找到它的猎物，因为叶子的强回声掩盖了昆虫的回声。但Geipel及其同事发现，如果声音来自大于30度的倾斜角度，声音就会从声源反射出来，叶子像镜子一样，就像湖泊在黄昏或黎明时反射周围的森林一样。接近角使得可以检测到静止的昆虫。

基于这些实验，Geipel及其同事预测，蝙蝠应该从42到78度之间的角度接近叶子上的休息昆虫，这是辨别叶子是否有昆虫的最佳角度。

接下来，Geipel在巴拿马的STRI巴罗科罗拉多岛研究站记录了实际的蝙蝠，因为他们接近位于人造叶子上的昆虫。通过使用两台高速摄像机的录音，她重建了蝙蝠的三维飞行路径，因为它们接近猎物并确定了它们的位置。她发现，正如预测的那样，近80%的接近角都在角度范围内，这使得蝙蝠能够将昆虫与叶子区分开来。

“这项研究改变了我们对回声定位潜在用途的理解，”Geipel说。“它对捕食者 - 猎物相互作用以及感官生态学和进化领域的研究具有重要意义。”