一项发表于《科学》杂志的新研究显示,库尔氏伏翼蝠能够利用回声定位和视觉进行长途导航。该研究阐述了这些蝙蝠在遭转移或移动之后是如何识别自身位置的。此项研究由来自德国康斯坦茨大学卓越集群集体行为高级研究中心的马克斯·普朗克动物行为研究所、特拉维夫大学以及以色列耶路撒冷希伯来大学的一组研究人员开展。
科学家针对 76 只库尔氏伏翼蝠开展了实验,在其栖息地附近对它们进行追踪,并把它们重新安置在半径三公里的区域内。每只蝙蝠都装配了一个叫做 ATLAS 的创新型轻型反向 GPS 跟踪系统,此系统能够提供高分辨率的实时跟踪。一些蝙蝠仅配备了 ATLAS 系统,而另外一些蝙蝠则另外加以操作,以评估它们的视觉、嗅觉、磁感觉以及回声定位对其返回栖息地的能力有何影响。
研究团队致力于把回声定位单独分离出来,将其作为一种潜在的导航工具。
为了达成这一目标,他们首先得找到合适的蝙蝠种类。
他们选择对库氏伏翼蝠进行研究,这种蝙蝠重 6 克,在以色列的胡拉谷颇为常见。
值得注意的是,即便仅仅依靠回声定位,95%的库氏伏翼蝠也能在短短几分钟内返回栖息地,这表明它们仅凭借回声定位就能进行千米级别的导航。
蝙蝠把具有独特声学信号的环境特征当作参考点和地标来利用。
它们能够利用声学信息区分像树木和道路之类的环境特征,进而把它们当作声学地标。
在被迁移之后的定位阶段,库氏伏翼蝠会进行蜿蜒式飞行,在某个时刻,会转变为朝着目的地的定向飞行,这意味着它们已经清楚自己的位置。
该模型表明,它们倾向于在‘回声熵’较高的环境特征周边飞行,这些区域提供了更为丰富的声学信息,能够补充它们通过回声定位所能获取到的内容。
除了实地实验,该团队还绘制出了整个胡拉谷的详尽地图,以了解每只蝙蝠在飞行过程中的经历以及它们如何利用声学信息进行导航。研究表明,蝙蝠能够借助回声定位来实现长距离的基于地图的导航,声音地图有助于在长达 1.8 英里的距离内导航。
该研究还发现,当视觉条件具备时,库氏伏翼蝙蝠通过将两种感官相结合来提升其导航性能。据《科学日报》报道,德国康斯坦茨马克斯·普朗克动物行为研究所的研究员阿亚·戈德斯汀说:“我们惊讶地发现这些蝙蝠竟然也使用视觉,这并非我们所期望的。看到它们眼睛这么小,在这种情况下竟然还能依赖视觉,着实令人难以置信。”
长期以来,蝙蝠因利用回声定位来避开障碍物和确定自身方向而闻名,它们运用这种技术来寻找食物和栖息地。回声定位是一些动物通过发出声音并解释它们产生的回声来了解其环境的能力。许多种类的蝙蝠在黑暗中飞行时使用回声定位来避开树枝等障碍物并捕捉小昆虫。
然而,通过回声定位来导航并非是显而易见的,因为回声定位的范围有限。蝙蝠利用回声定位最多能够感知到几十米之外的物体。回声定位并非是全向的;蝙蝠通过回声定位获得的覆盖锥通常最大为 120 度。尽管存在这些限制,正如实验所示,将近 100 只库氏伏翼蝠仅使用回声定位就能导航数公里,在实验中,这些蝙蝠被重新安置在离栖息地三公里远的地方。
蝙蝠创建声学地图的能力表明它们拥有属于其家园范围的声学心理地图。它们利用这些声学地图在狩猎场上成功导航数公里。库氏伏翼蝠在具有更多声学信息的环境特征的附近飞行,并做出导航决策。它们将具有独特声学信号的环境因素作为参考点。
该研究得出的结论是,库氏伏翼蝠仅使用回声定位就能够导航数公里。当它们有可用的视觉时,它们通过结合两种感官来提高导航性能。在被转移后,蝙蝠首先确定自己的新位置,然后利用具有独特声学线索的环境特征作为地标飞回家。
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