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可以使用回声定位的动物,这技能太酷啦 [复制链接]

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图自:BrentDurand/GettyImages

回声定位,或称生物声呐,是许多动物都会使用的一种独特的听觉工具。通过发出高频脉冲声音并倾听声音的反射(或“回声”),回声定位动物可以识别物体的位置,并在动物看不见的情况下进行导航。

回声定位是一项宝贵的技能,它可以帮助动物在夜晚觅食、在浑浊的水中游泳,在不依赖传统视觉的情况下,定位物体位置、“绘制”环境地图。下面就是10种利用回声定位的动物。

蝙蝠

图自:CreativeNature_nl/GettyImages

超过90%的蝙蝠被认为使用回声定位作为捕捉昆虫和探索周围环境的重要工具。它们以叫声的形式发出声波,其频率通常高于人类的听觉范围。蝙蝠发出的声音以不同的频率模式反射到环境中的物体上,与物体的大小、形状和距离相关。它们的耳朵专门用来识别回声,科学家认为这是由蝙蝠的共同祖先进化而来的。蝙蝠的眼睛太小,无法在夜间成功地捕猎,但进化出了一个大大的耳朵来弥补这一点不足。

人类正常对话的声压约为60分贝,摇滚音乐会的声压在~分贝之间,人类的听觉平均承受能力为分贝,而蝙蝠在夜间捕猎时的声压常常超过这个阈值。在中美洲和南美洲的热带地区发现的某些牛头犬蝙蝠,已经被记录到从嘴部仅仅10厘米处就能发出超过分贝的声压,这是有记载的在空气中传播声音的动物中最高的声压之一。

图自:MikeKorostelev/GettyImages

水的密度比空气大,而且能更有效地传递声音,因此能提供完美的回声定位环境。齿鲸会用一系列高频的“滴答”声和口哨声在海洋表面进行回声反射,探索周围的环境,甚至在海洋的最深处也能找到食物。抹香鲸在深潜(超过米)寻找食物时,发出的“咔嚓”声频率在10赫兹至30千赫兹之间,间隔0.5秒至2秒不等。而相比之下,成年人平均只能探测到17千赫兹的声音。

长须鲸用嘴里的长须鲸板过滤海水并捕捉猎物,如座头鲸和蓝鲸,没有证据表明它们能够进行回声定位。在哺乳动物中,长须鲸能发出和听到最低频率的声音,科学家们相信,即使是远在万年前,这种动物的早期祖先也能做到这一点。

海豚

图自:BrentDurand/GettyImages

海豚使用与鲸相似的回声定位方法,它们能发出短波宽谱的“咔嚓”声,但频率要高得多。它们在个体或群体之间进行社交交流时,通常使用较低的频率(或“哨声”),但在使用回声定位时会发出更高音调的“咔嚓”声。在巴哈马群岛,大西洋斑纹海豚以40至50千赫兹的低频开始交流,但在回声定位时发出更高频率的信号,在至千赫兹之间。

鼠海豚

图自:GeraldCorsi/GettyImage

鼠海豚经常与海豚混淆,鼠海豚的峰值频率也很高,约为千赫兹。与开阔的海洋相比,鼠海豚更喜欢沿海地区,它们的高频生物声纳信号波长约为12毫米,这意味着它们在回声定位时投射出的声束足够窄,可以接收到小得多的物体的回声。

科学家认为鼠海豚进化出超精密的回声定位技能是为了躲避它们最大的捕食者:虎鲸。一项针对港湾鼠海豚的研究发现,随着时间的推移,虎鲸捕食的选择性压力可能会促使鼠海豚发出更高频率的音调,以避免成为猎物。

油鸱

图自:JiriHrebicek/GettyImages

鸟类利用回声定位是极其罕见的,科学家们对此仍然知之甚少。南美油鸱是一种夜行性鸟类,以水果为食,栖息在黑暗的洞穴中,是两种具有回声定位能力的鸟类之一。油鸱的回声定位能力与蝙蝠、海豚相比微不足道,它们的声音频率很低,人类也能听到。蝙蝠可以探测到昆虫等小目标,油鸱的回声定位对小于20厘米的物体则不起作用。

金丝燕

图自:neilbowman/GettyImages

金丝燕是一种生活在印度-太平洋地区的昼行性食虫鸟类,它们用自己专门的发声器官发出单声和双声来进行回声定位。科学家相信至少有16种金丝燕可以用回声定位,自然资源保护主义者希望更多的研究能够激发对数量不断减少的金丝燕的重视。

人们可以听到金丝燕发出的声音,平均在1到10千赫兹之间,金丝燕发出的双声很快,我们的耳朵常常只能听到一种声音。

睡鼠

图自:SarahBaumann/EyeEm/GettyImages

由于折叠的视网膜和发育不良的视神经,越南侏儒睡鼠是完全失明的。由于视觉上的限制,这种小小的棕色啮齿动物进化出了回声定位,可以与蝙蝠、海豚等回声定位专家相匹敌。年,《综合动物学》杂志的一项研究表明,睡鼠的远祖在失明后获得了回声定位的能力。睡鼠的声音频率可达50至千赫兹,这对于口袋大小的睡鼠来说已经是非常高的频率了。

鼩鼱

图自:CreativeNature_nl/GettyImages

以昆虫为食的小型哺乳动物鼩鼱,长着尖嘴和小眼睛。某些种类的鼩鼱已经被发现使用高音“呢喃”声来对周围环境进行回声定位。在一项对普通白齿鼩和大型白齿鼩的研究中,德国的生物学家验证了他们的理论,即白齿鼩将回声定位作为一种工具,这种工具不是用来交流的,而是用来在有障碍的栖息地导航的。

虽然研究中的鼩鼱没有因为其他鼩鼱的出现而改变它们的叫声,但当它们的栖息地改变时,它们确实会提高声音。现场实验得出结论,鼩鼱的“吱吱”声会在它们的自然环境中产生回声,这表明这些特定的叫声是用来检查周围环境的,就像其他回声定位的哺乳动物一样。

马岛猬

图自:MartinHarvey/GettyImages

虽然马岛猬主要通过触觉和嗅觉进行交流,但研究表明,这种看起来像刺猬的独特的哺乳动物也会通过发声来进行回声定位。只有在马达加斯加才有这种动物,它们天黑后很活跃,晚上会在地上和低垂的树枝上寻找昆虫。

年首次发现了利用回声定位的马岛猬的证据,但自那以后,与此相关的研究就非常少了。一位名叫EdwinGould的科学家认为,这一物种采用了一种粗糙的回声定位模式,其频率范围在5至17千赫兹之间,这有助于它们在夜间的环境中导航。

指猴

图自:25ehaag6/GettyImages

指猴是世界上最大的夜行性灵长目动物,它们只生活在马达加斯加岛上。一些科学家认为,神秘的指猴用它们蝙蝠般的耳朵来进行回声定位。它们用长长的中指敲击枯萎的树木并倾听树皮下是否有昆虫的声音。研究人员猜想这种行为在功能上是模仿回声定位。

年的一项研究发现,指猴与已知的回声定位蝙蝠、海豚之间没有分子相似性。这项研究也发现,负责回声定位的听觉基因可能不是蝙蝠和海豚独有的,因此需要更多的研究来了解指猴的生物声纳功能。

原文:KatherineGallagher

编译:阿米

-感谢阅读-

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