研究表明蝙蝠具有声学认知图

Josiah02 · 发表于 2024-11-4 20:12:34

研究发现，回声定位蝙蝠拥有其活动范围的声学认知图，这使得它们能够仅使用回声定位就在千米级的距离内导航。
这一发现发表在《科学》杂志上，由马克斯普朗克动物行为研究所、德国康斯坦茨大学集体行为高级研究卓越中心、特拉维夫大学和以色列耶路撒冷希伯来大学的研究人员证明。
在一片漆黑的环境中，仅靠一盏手电筒的指引，您是否能够立即识别出自己的位置，并从半径三公里内的任意一点找到回家的路？
回声定位蝙蝠也面临类似的挑战，它们利用局部定向声束（即回声定位）来指引方向。蝙蝠长期以来一直以利用回声定位来避开障碍物和确定方向而闻名。
然而，由马克斯普朗克动物行为研究所和康斯坦茨大学集体行为高级研究卓越中心 Iain Couzin 团队的 Aya Goldshtein 领导的研究小组现已证明，蝙蝠即使在流离失所后也能确定自己的位置，并使用回声定位进行长距离地图导航。
使用 6 克轻型球棒进行研究
为了探索这一点，该团队在以色列胡拉谷对体重仅为 6 克的库氏伏翼 (Pipistrellus kuhlii) 进行了实验。研究人员连续几个晚上追踪了 76 只蝙蝠的栖息地，并将它们重新安置在半径三公里内的不同地点，但仍在它们的活动范围内。
每只蝙蝠都配备了一种名为 ATLAS 的创新轻量级反向 GPS 跟踪系统，该系统可提供高分辨率、实时跟踪。
一些蝙蝠只配备了 ATLAS 系统，而另一些蝙蝠则接受了额外的操作，以评估它们的视觉、嗅觉、磁感和回声定位如何影响它们返回栖息地的能力。
值得注意的是，即使仅使用回声定位，95% 的蝙蝠也能在几分钟内返回栖息地，这表明蝙蝠仅使用这种高度定向且相对局部的感知模式就能进行千米级的导航。然而，研究还表明，当可用时，蝙蝠会利用视觉来改善导航。
“我们惊讶地发现这些蝙蝠也使用视觉，”Aya Goldshtein 说道。“这出乎我们的意料。令人难以置信，即使眼睛这么小，它们也能在这种条件下依靠视觉。”
调节每只蝙蝠的飞行
除了实地实验外，该团队还绘制了整个山谷的详细地图。“我们想直观地看到每只蝙蝠在飞行过程中经历了什么，并了解它们如何利用声音信息进行导航，”特拉维夫大学 Yossi Yovel 实验室的 Xing Chen 解释说，他开发了山谷的重建。
模型显示，蝙蝠倾向于在具有更高“回声熵”的环境特征附近飞行，这些区域可以提供更丰富的声音信息。
“在定位阶段，蝙蝠会进行蜿蜒飞行，在某个时刻，它们会转向朝着目的地飞行，这表明它们已经知道自己在哪里，”戈德斯坦说。“蝙蝠在具有更多声音信息的环境特征附近飞行，并做出导航决策。”
蝙蝠可以利用这些声音信息来区分树木和道路等环境特征，从而将它们用作声学地标。
蝙蝠有一张听觉思维地图
研究得出结论，库氏伏翼鸟仅使用回声定位就能飞行数公里。然而，当有视觉时，它们会结合两种感官来提高导航能力。
流离失所后，这些小蝙蝠首先会确定自己的新位置，然后飞回家，使用具有独特声音线索的环境特征作为地标。这种行为表明它们拥有自己家园范围的声学思维地图。

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