蝙蝠队长pk(海豚战队VS蝙蝠队)(1)

如果海豚与蝙蝠开展声纳战,你选谁?

回声定位是通过用高频声波撞击物体来探测或检查物体的过程,然后高频声波反弹回源。

100多年来,声纳技术使人类能够做到这一点,但许多齿鲸-包括海豚、江豚和抹香鲸-利用回声定位。

大约1000种蝙蝠也是如此。

随着声纳工程的不断发展,未来的发明家可能会从蝙蝠和长着牙齿的鲸目动物那里获得很多灵感。

但是,哪个群体更有价值呢?

这个问题引起了科学家们的一些玩笑。

劳拉·克罗珀是印第安纳州圣玛丽学院的生物学助理教授。

2018年11月,在美国声学学会的一次聚会上,她展示了一项新的研究,强调了蝙蝠和海豚回声定位之间的一些关键差异。

选择是明确的:她认为蝙蝠使用这项技术的方式要令人印象深刻得多。

但其他人就不那么确定了。

在这场声势浩大的王室战争中,可能不会有最终的赢家。

在你宣布自己是“蝙蝠战队”或“海豚战队”之前,这里有一个对决的细目。

声音在水中的传播速度大约是在空气中的四倍。

这使得齿鲸能够在更远的距离上进行回声定位。

利用它的声纳,一只潜入水中的宽吻海豚可以在110米外辨认出潜在的食物。

蝙蝠的声纳范围要窄得多:大多数捕食昆虫的物种只能探测到距离蝙蝠3至5米的猎物。

海豚和它们的亲属通过鼻道发出一系列的滴答声,通过“瓜”(一个位于颌骨上方的脂肪器官)进行回声定位。

就像内置的扩音器一样,瓜聚焦并引导传出的声音。

在这些鲸鱼中,有些鲸鱼发出的咔哒声高达230分贝。

这几乎比你在纽约市地铁站听到的任何轰鸣声都要高出130分贝。

而蝙蝠发出的噪音相形见绌:大约在100到110分贝之间。

在蝙蝠中,通常是舌头或喉部产生声波,使回声定位成为可能。

科学家们最近学到了另一种更原始的技术。

2014年的一项研究报告称,东半球果蝠通过用翅膀发出咔哒声并倾听回声来驾驭黑暗。

研究人员还没有弄清楚这是如何起作用的。

现在,发出这些噪音只是战斗的一半。

如果你要使用声纳,你必须在回声到达时对其进行处理。

海豚用它们的下巴和牙齿来做这件事,它们拦截回声并将回声传到中耳。

当然,蝙蝠用它们长得过大的外耳来收集回波信号。

蝙蝠队长pk(海豚战队VS蝙蝠队)(2)

尽管蝙蝠的耳朵又大又老,但它们的听力真是个奇迹。

许多物种在巨大的群体中生活、旅行和狩猎;最大的物种大约有1500万只。

当成百上千或数百万只这样的动物同时开始回声定位时,最终的结果是大量的背景噪音。

因此,一只蝙蝠需要能够区分自己的叫声和其他蝙蝠的叫声。

为了达到这个目的,有翼哺乳动物可以改变它们个体声音的音调、频率和时序。

另一种选择是进行战斗:墨西哥无尾蝙蝠故意放出干扰其他蝙蝠声纳信号的声音。

在爱情、战争和猎虫中,一切都是公平的。

BAT信号复杂、灵活且易于操作。

蝙蝠队长pk(海豚战队VS蝙蝠队)(3)

另一方面,齿鲸使用的声纳滴答声往往更加同质化。

鲸目动物对它们用来回声定位的相对简单的声音的音高或持续时间的控制力要小得多。

这就是Kloepper认为蝙蝠是更老练的声纳使用者的原因之一。

反干扰策略可能是飞行哺乳动物的另一个优势。

在最近的一项实验中,Kloepper和她的同事让两只海豚接触到人工鲸目动物滴答声的录音。

这些水生动物并没有迷失方向,而是略微改变了它们发出声纳信号的时间和频率。

表演不算太差,但Kloepper强调,蝙蝠仍然有更大的发声灵活性。

2018年11月16日,Kloepper在与国家海洋哺乳动物基金会生物学家的一场科学星期五的友好辩论中为蝙蝠团队辩护。

进行到一半时,她的对手指出,海豚有一种飞行生物所缺乏的音频超能力。

BAT返回信号包含有关固体物体外观的信息。

但由于水的性质,当一头齿鲸回声定位时,它的信号会穿过目标。

告诉动物物体的内部和外部是什么样子的。

1992年的一项实验发现,宽吻海豚仅用它们的回声定位才能确定中空圆柱体的厚度。

尽管海豚和蝙蝠有很多不同之处,但它们毕竟可能并没有太大的不同。

2010年的一项基因分析发现,这两个血统在进化过程中经历了相同的与听力相关的一般突变后,独立开发了声纳。

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