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十二、蝙蝠类动物研究的新进展

发布人:zml  发布时间:2017年03月04日 15:49:10  浏览量:

十二、蝙蝠类动物研究的新进展

1.研究蝙蝠回声定位系统的新发现

⑴发现蝙蝠回声定位系统会因为人类噪音而改变。

2014年10月,美国一个动物学家组成的研究小组,在《全球生态和保护》期刊网络版上发表研究成果称,他们首次发现,野生蝙蝠会因为人类噪音而改变自己的行为。

研究人员说,他们研究过机器声音对蝙蝠能力的伤害,例如机器声音会干扰蝙蝠通过倾听昆虫移动来捕捉猎物,本次研究是这些研究的延续。

蝙蝠利用声音“看”它们的世界。因此,当身处人类噪音污染的迷雾中时,这种动物需要怎样做?一些蝙蝠似乎选择寻找更安静的地点和改变它们的叫声。

研究人员正试着解密蝙蝠如何应对现代社会的喧嚣,他们来到美国新墨西哥州北部的天然气油田。这里,一些油井装备有压缩机,这种设备会持续产生噪音,同时,另一些油井则比较安静。

研究人员花费了2个月时间,倾听蝙蝠用于定位猎物的叫声。结果发现,巴西犬吻蝠处于压缩机附近的时间少40%。当在这些机器附近时,这些蝙蝠还会改变它们的叫声到更窄的声学测距。而那些声调更高并与压缩机存在显著区别的蝙蝠,则没有出现任何变化。

这些研究结果表明,噪音污染正通过剥夺蝙蝠的栖息地或削弱其捕食能力,威胁这种动物的生存。

⑵发现蝙蝠回声定位系统会受到附近竞争者的干扰。

2014年11月7日,动物学家亚伦·科克兰等人组成的一个研究小组,在《科学》杂志发表文章称,他们发现,跟踪美味昆虫的蝙蝠,会在附近的竞争蝙蝠发出一种特别的干扰呼叫时,艰难地捕捉它们的猎物。

研究人员说,为了定位并确定其环境中的食物,蝙蝠会发出叫声并谛听其折返的回音。这被称作回声定位,它使得蝙蝠成为一种夜间首要的掠食者。但是,正如这一新的研究所显示的,它也会让蝙蝠变得脆弱。

研究人员说,他们以墨西哥犬吻蝠为研究对象,这种蝙蝠会发出至少15种不同类型的交流或“社交”叫声。通过一系列实地及音频回放实验,发现该蝙蝠会发出一种能“卡住”相同种类其他蝙蝠回声定位的特别声音。

研究人员对墨西哥犬吻蝠,在亚利桑那和新墨西哥的两个觅食地点争夺食物时,对它们进行了录像与录音。他们捕捉到的一种被称作“进食鸣叫”的声音,这实际上是一种蝙蝠会在专注于它们的昆虫猎物时,鸣叫得更快的快速鸣叫。它能让蝙蝠在追踪昆虫的最终时刻,确定猎物的位置。

研究人员还捕捉到另外的声音,其中包括一种以前没有研究过的,似乎只是在附近另外的蝙蝠在发出进食鸣叫时才发出的叫声。将后一种叫声回放给进食中的蝙蝠,会使它们捕捉猎物时的成功率下降73.5%。研究人员说,这是因为所谓的卡阻叫声,破坏了进食鸣叫的回声定位,干扰了猎食蝙蝠确定猎物位置的能力。

2.研究蝙蝠导航系统的新发现

⑴发现蝙蝠是唯一用偏振光导航的哺乳动物。

2014年7月23日,德国马克斯·普朗克学会鸟类学院,斯蒂凡·格瑞夫领导的研究小组,在英国《自然·通讯》上发表的一篇动物学研究文章显示,雌性大鼠耳蝠能够使用偏振光来进行定向。这让蝙蝠,成为至今为止,我们知道的,唯一一个可以使用天空中光线的偏振模式来导航的哺乳动物。

动物在定位和导航时,会使用各种感官信息,例如太阳和星星的位置,地球磁场的强度和倾角,或者天空中光线偏振的模式。为了达到最准确的定位和导航,动物需要用不同的系统进行校准。我们已知无脊椎动物和鸟类都会利用偏振光进行定向,但是以前从没有在哺乳动物中找到例子。

格瑞夫研究小组,使用易位实验显示,雌性大鼠耳蝠在日落时,会用偏振光作为校准它们的磁场导航的线索。大鼠耳蝠为蝙蝠科鼠耳蝠属动物,该物种的模式产地即在德国。此次在研究人员的实验中,70只成年雌性蝙蝠于日落时在不同的位置上,从有着不同过滤器来操纵阳光偏振模式的实验箱中“感知”天空,而后研究者们观察它们使用偏振光作为指引,最终回到自己的洞穴。

蝙蝠是已知唯一一类可以真正飞行的哺乳动物,它们中的多数具有敏锐的听觉定向(回声定位)系统,可以通过喉咙发出超声波然后,再依据超声波回应来辨别障碍物。但长期以来,蝙蝠在飞行过程中的导航策略令人迷惑不解。而今,这项成果,对于研究哺乳动物视力的感官生物学,有着重要意义,但目前,科学家仍然不清楚,蝙蝠们究竟是如何“感知”,并使用天空中光线的偏振模式,进行导向的。

⑵揭示蝙蝠大脑中的神经罗盘。

2015年1月8日,动物学家阿塞尼·芬克尔斯坦等人组成的研究小组,在《自然》杂志上发表论文称,自由运动的埃及果蝠要么在飞、要么在爬,以寻找食物。研究人员把这些埃及果蝠作为研究对象,对其大脑怎样编码自己的神经罗盘提出了新见解。

研究人员说,很多哺乳动物,能够在复杂环境中把握方向,这是由于它们能够对三维空间进行准确的神经表征,其中涉及那些编码空间、距离、边界和头部方向的细胞的协调。通过头部方向细胞把握方向是这一导航系统的一个关键组成部分,但人们对这一罗盘的性质却知之甚少。

研究人员表示,在研究埃及果蝠的过程中,他们利用来自大脑(具体说是来自名为“前下托”的区域)的神经记录。芬克尔斯坦等人,识别出了编码头部三个欧拉转动角度(方位角、俯仰角和横摇角)的神经元。来自这些头部方向细胞的记录,显示了关于空间取向的一个环形模型,它由根据两个环形变量(方位角和俯仰角)变化的细胞标绘出来。