Οι ερευνητές αναπαράγουν νυχτερίδες σε αέρα πλούσιο σε ήλιο για να δουν πώς αντιλαμβάνονται τον ήχο

Είναι πλέον καθιερωμένο ότι οι νυχτερίδες μπορούν να αναπτύξουν μια ψυχική εικόνα του περιβάλλοντός τους χρησιμοποιώντας ηχοεντοπισμό. Αλλά εξακολουθούμε να καταλαβαίνουμε τι σημαίνει αυτό – πώς οι νυχτερίδες παίρνουν τον απόηχο των δικών τους φωνητικών και τις χρησιμοποιούν για να προσδιορίσουν τη θέση των αντικειμένων.

Σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε σήμερα, οι ερευνητές παρέχουν στοιχεία ότι οι νυχτερίδες συμμετέχουν εν μέρει στην ηχο-θέση επειδή γεννιούνται με έμφυτη αίσθηση της ταχύτητας του ήχου. Πώς μελέτησαν οι ερευνητές αυτό το φαινόμενο; Αναπαράγοντας νυχτερίδες σε μια ατμόσφαιρα πλούσια σε ήλιο, όπου ο αέρας χαμηλής πυκνότητας προκαλεί αύξηση της ταχύτητας του ήχου.

Ηχοεντοπισμό

Η ηχοληψία είναι κατ ‘αρχήν απλή. Ένα ρόπαλο παράγει έναν ήχο, ο οποίος αναπηδά από αντικείμενα στο περιβάλλον τους και μετά επιστρέφει στα αυτιά του νυχτερίδας. Για αντικείμενα πιο μακριά, ο ήχος χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να επιστρέψει στο ρόπαλο, δίνοντας την εντύπωση σχετικής απόστασης.

Ωστόσο, οι νυχτερίδες μπορούν να χρησιμοποιήσουν την ηχολογική θέση για να εντοπίσουν το θήραμα κατά την πτήση ή να επιλέξουν ένα μέρος για προσγείωση. Για αυτό πρέπει να έχουν την αίσθηση της απόλυτης απόστασης. Δεν αρκεί να γνωρίζουμε ότι το υποκατάστημα στο οποίο θέλετε να προσγειωθείτε είναι πιο κοντά από το σπίτι πίσω από αυτό. πρέπει να ξέρετε πότε να ξεκινήσετε όλες τις σύνθετες κινήσεις που εμπλέκονται στο να κρεμάσετε στο κλαδί ή θα μπορούσατε είτε να το συναντήσετε είτε να προσπαθήσετε να σταματήσετε τελείως στα μεσάνυχτα.

Ο ευκολότερος τρόπος για να αποκτήσετε απόλυτη απόσταση είναι να αποκτήσετε μια αίσθηση για την ταχύτητα του ήχου. Με αυτό, η καθυστέρηση μεταξύ της φωνητικής και της ηχώ επιστροφής θα παρέχει απόλυτη απόσταση. Αλλά πώς δοκιμάζετε εάν οι νυχτερίδες έχουν κάποια ιδέα για την ταχύτητα του ήχου;

Ο Eran Amichai και ο Yossi Yovel από το Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ αποφάσισαν ότι υπήρχε μια απλή μέθοδος: αλλάξτε την ταχύτητα του ήχου. Ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα του ήχου είναι η πυκνότητα του αέρα. Και υπάρχει ένας απλός τρόπος για να αλλάξετε την πυκνότητα του αέρα: προσθέστε αέρια που είναι ελαφρύτερα από τον αέρα σε αυτόν. Σε αυτήν την περίπτωση, οι συγγραφείς επέλεξαν ήλιο και έθεσαν μια ομάδα νυχτερίδων σε μια ατμόσφαιρα που περιέχει αρκετό ήλιο για να αυξήσει την ταχύτητα του ήχου κατά 15%.

(Το αν οι νυχτερίδες που μεγάλωσαν σε αυτό το περιβάλλον πίστευαν ότι φαινόταν αστείο, δυστυχώς δεν δοκιμάστηκε.)

Οι αποστάσεις μετρούνται από νυχτερίδες

Μια γρηγορότερη ταχύτητα ήχου θα σήμαινε ότι οι ανακλώμενοι απόηχοι θα επέστρεφαν πιο γρήγορα στο ρόπαλο. Αυτό με τη σειρά του θα σήμαινε ότι το αντικείμενο που δημιουργεί αυτούς τους ηχώ θα θεωρηθεί πιο κοντά από ό, τι είναι στην πραγματικότητα. Έτσι, αν μπορούσαμε να καταλάβουμε πόσο καλά ένα ρόπαλο αντιλαμβάνεται ένα αντικείμενο, θα μπορούσαμε να έχουμε ένα μέτρο της κατανόησής του για την ταχύτητα του ήχου.

Ευτυχώς, τα είδη νυχτερίδας που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα πειράματα αλλάζουν τους ήχους της ηχοτοπισμού τους καθώς πλησιάζουν σε ένα αντικείμενο. Έτσι, ακολουθώντας τους θορύβους που κάνουν οι νυχτερίδες όταν πλησιάζουν ένα αντικείμενο, μπορούμε να πάρουμε μια ιδέα για την εγγύτητά τους.

Για να το κάνουν αυτό πειραματικά, οι ερευνητές μεγάλωσαν τα νυχτερίδες σε ένα περίβλημα με ένα σταθμό τροφοδοσίας σε μια καθορισμένη απόσταση, με μια ομάδα να αυξάνεται στον κανονικό αέρα και μια άλλη στον πλούσιο σε ήλιο αέρα. Στη συνέχεια αντάλλαξαν ατμόσφαιρα για τις δύο ομάδες. Για νυχτερίδες που είχαν εκτραφεί με ήλιο, η χαμηλότερη ταχύτητα του αέρα θα καθιστούσε τους αντηχείς περισσότερο χρόνο για να φτάσουν και έτσι θα έκανε τον σταθμό τροφοδοσίας μακρύτερα. Το αντίστροφο θα ισχύει για νυχτερίδες που είχαν εκτραφεί σε κανονικό αέρα.

Αποδεικνύεται ότι και οι δύο ομάδες νυχτερίδων συμπεριφέρθηκαν παρόμοια. Έκριναν ότι η πλατφόρμα ήταν πιο κοντά στον αέρα με πλούσιο ήλιο και πιο μακριά στον κανονικό αέρα. Άρα δεν έχει σημασία τι έμαθαν τα νυχτερίδες από το περιβάλλον στο οποίο μεγάλωσαν. η αντίληψή τους για την ταχύτητα του ήχου ήταν ίδια. Αυτό υποδηλώνει ότι η αντίληψη είναι έμφυτη στα ρόπαλα.

Δεν διορθώθηκε

Αυτό είναι λίγο εκπληκτικό, δεδομένου ότι οι νυχτερίδες υφίστανται αλλαγές στον καιρό και το υψόμετρο που μπορούν επίσης να αλλάξουν την ταχύτητα του ήχου, συχνά περισσότερο από πέντε τοις εκατό. Μπορεί επομένως να φανεί πλεονεκτικό να είναι σε θέση να προσαρμόζει την ηχοδιάταξη σύμφωνα με τις συνθήκες. Αλλά ο Amichai και ο Yovel έβαλαν ώριμες νυχτερίδες στο περιβάλλον του ηλίου για μερικές εβδομάδες και δεν βρήκαν καμία ένδειξη ότι οι νυχτερίδες θα μπορούσαν να προσαρμόσουν την αντίληψή τους για την τοποθεσία του σταθμού σίτισης. Αυτό ισχύει ακόμη και σε μια ατμόσφαιρα που περιέχει 27% ήλιο. Έτσι, η γνώση των νυχτερίδων για την ταχύτητα του ήχου φαίνεται να είναι κλειδωμένη.

Εχει σημασία? Είναι δύσκολο να πω. Οι νυχτερίδες στο πείραμα συχνά απέτυχαν να προσγειωθούν σωστά, αλλά αυτό θα μπορούσε να οφείλεται σε διαφορές στην αεροδυναμική ανύψωση που προκαλούνται από αλλαγές πίεσης. Σε αντίθεση με την ηχοληψία, οι νυχτερίδες στην πραγματικότητα φαίνεται να κάνουν προσαρμογές εδώ, σκουπίζοντας τα φτερά τους σε μεγαλύτερη γωνία για να αντισταθμίσουν την έλλειψη ανύψωσης.

Σε κάθε περίπτωση, τα προβλήματα πτήσης δεν επηρέασαν την αντίληψη των νυχτερίδων για την απόσταση. Τα νυχτερίδες ξεκίνησαν συχνά ηχοληψία πριν απογειωθούν. Αυτό παρείχε μια ένδειξη για το πόσο μακριά πίστευαν οι νυχτερίδες ο σταθμός τροφοδοσίας.

Έτσι, ενώ μπορεί να είναι ωφέλιμο να έχουμε μια πιο ακριβή αντίληψη της απόστασης υπό διάφορες συνθήκες, οι νυχτερίδες δεν φαίνεται να έχουν αναπτύξει την ικανότητα να προσαρμόζουν την αντίληψή τους. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι το όφελος δεν είναι αρκετά μεγάλο για να κάνει τη διαφορά. Ή θα μπορούσε να αντισταθμιστεί από ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα, όπως η ικανότητα να αντιλαμβάνεται την απόσταση σχετικά με ακρίβεια χωρίς να χρειάζεται να μάθει – κάτι που θα μπορούσε να κάνει μεγάλη διαφορά στις πρώτες πτήσεις των ζώων.

PNAS, 2021. DOI: 10.1073 / pnas.2024352118 (Σχετικά με τα DOI).

READ  Ο Άρης δεν έχασε ταυτόχρονα όλο το νερό του, σύμφωνα με την ανακάλυψη του Rover Curiosity

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *