Yö lankeaa Barro Colorado Island, Panama. Kultainen hehku kylpee trooppisen metsän lukemattomissa vihreän sävyissä. Tällä lumotulla hetkellä metsän asukkaat kasvavat riehakkaiksi. Howler-apinat murisevat. Linnut rupattelevat. Hyönteiset trumpetoivat läsnäolonsa mahdollisille puolisoille. Toiset äänet yhtyvät hutiloiviin puheluihin, jotka ovat liian korkeat ihmiskorville. Ne tulevat metsästäjistä, jotka suuntaavat yöhön: lepakoista.

Jotkut näistä siro saalistajat kiinni valtava hyönteisiä tai jopa liskoja, jotka he matkan takaisin niiden pesien., Lepakot aistivat ympäristönsä ja löytävät saaliin huutamalla ja kuuntelemalla kaikuja, jotka on tehty, kun nuo äänet kimpoavat esineistä. Tätä prosessia kutsutaan kaikuluotaukseksi (Ek-oh-loh-KAY-shun).

Yleinen iso-korvainen lepakot ovat meheviä läppä yli heidän nenä, joka voi auttaa ohjaamaan äänet ne tuottavat. Niiden suuret korvat kiinni kaikuja heidän puhelut terhakka pois esineitä ympäristöön. I. Geipel

Se on ”aistien järjestelmä, joka on melko vieras meille,” sanoo käyttäytymiseen ekologi Inga Geipel., Hän tutkii, miten eläimiä vuorovaikutuksessa niiden ympäristöissä Smithsonian Tropical Research Institute Gamboa, Panama. Geipelin mielestä kaikuluotaus kulkee äänimaailman läpi. ”Se on kuin periaatteessa olisi musiikkia ympärillä koko ajan”, hän sanoo.

Koska miten echolocation toimii, tutkijat oli pitkään ajatellut, että lepakot eivät voi löytää pieniä hyönteisiä istuu edelleen lehtiä. Kaiku pomppii pois niin vika olisi hukkunut ääni heijastuu lehtiä, he ajattelivat.

lepakot eivät ole sokeita., Mutta he luottavat ääneen saadakseen tietoa, jonka useimmat eläimet saavat silmillään. Monien vuosien ajan tiedemiehet ajattelivat tämän rajoittavan lepakon maailmankuvaa. Mutta uudet todisteet kaatavat osan näistä ajatuksista. Se paljastaa, miten muut aistit auttavat lepakoita täyttämään kuvan. Kokeilla ja teknologialla tutkijat saavat toistaiseksi parhaan katseen siihen, miten lepakot ”näkevät” maailman.

Panamassa Geipel toimii tavallisen isokorvaisen lepakon, Micronycteris microtisin, kanssa. ”Olen aika iloinen, etten kuule niitä, koska luulen, että ne olisivat … korviahuumaavia”, hän sanoo., Nämä pienet lepakot painavat noin yhtä paljon kuin kolikko-viidestä seitsemään grammaa (0,18-0,25 unssia). Ne ovat superpehmeitä ja niillä on suuret korvat, Geipel toteaa. Ja heillä on ”ihana, kaunis” nenälehti, hän sanoo. ”Se on aivan sierainten yläpuolella ja on eräänlainen sydämen muotoinen mehevä läppä.”Tämä rakenne voi auttaa lepakoita ohjaamaan äänisäteensä, hän ja jotkut kollegat ovat löytäneet.

bat (M. microtis) lentää sudenkorento sen suuhun. Uudet tutkimukset ovat osoittaneet, että lepakot lähestyvät lehtiä kulmassa löytääkseen hyönteisiä, jotka istuvat paikoillaan niiden päällä. I., Geipel

Tällainen ajattelu ehdotti lepakot olisi voinut napata sudenkorentoja. Yöllä, kun lepakot ovat ulkona, sudenkorennot ”periaatteessa istuvat kasvillisuudessa toivoen, ettei niitä syötäisi”, Geipel sanoo. Sudenkorennoilla ei ole korvia — ne eivät edes kuule mailan tuloa. Se jättää heidät melko puolustuskyvyttömiksi, kun he istuvat hiljaa.

Mutta joukkue huomannut, että M. microtis näyttää herkutella sudenkorennot. ”Periaatteessa kaikki, mitä on jäljellä, on lepakon kakka ja sudenkorennon Siivet”, Geipel huomasi. Miten lepakot löysivät hyönteisen vehreästä ahvenestaan?,

Call and response

Geipel vangitsi joitakin lepakoita ja toi ne häkkiin kokeisiin. Nopealla kameralla hän kollegoineen katseli, miten lepakot lähestyivät lehtiin juuttuneita sudenkorentoja. He asettivat mikrofonit häkin ympärille. Nämä jäljittivät lepakoiden paikkoja lentäessään ja soittivat puheluita. Lepakot eivät koskaan lentäneet suoraan kohti hyönteisiä, joukkue huomasi. Ne syöksyivät aina kyljestä tai alapuolelta sisään. Se viittasi siihen, että lähestymiskulma oli avain saaliin ulos puhaltamiseen.,

lepakko syöksyy kohti istuma-katydid alla sen sijaan, että tulee suoraan. Tämän liikkeen avulla lepakot pomppivat voimakkaan äänisäteensä pois, samalla kun hyönteisten kaiku palaa lepakon korviin.I. Geipel ym./ Current Biology 2019.

tätä ideaa testatakseen Geipelin tiimi rakensi robottimailapään. Kaiuttimet tuottivat ääniä, kuten lepakon suu. Mikrofoni matki korvia. Tutkijat soittivat lepakkokutsuja kohti lehteä sudenkorennon kanssa ja ilman ja nauhoittivat kaikuja., Liikuttamalla lepakkopäätä he kartoittivat, miten kaiku muuttui kulman myötä.

lepakot käyttivät lehtiä peilien tavoin heijastamaan ääntä, tutkijat havaitsivat. Lähesty lehtiä pää edellä ja äänisäteen heijastukset hukuttavat kaiken muun, aivan kuten tutkijat olivat ajatelleet. Se on samanlaista kuin mitä tapahtuu, kun katsoo suoraan peiliin taskulamppua pidellen, Geipel toteaa. Taskulamppu heijastaa säteen ”kaihtimet” sinua. Mutta seiso sivulle ja säde kimpoaa kulmasta. Niin käy, kun lepakot syöksyvät sisään kulmassa., Suuri osa kaikuluotaussäteestä heijastuu pois, jolloin lepakot voivat havaita hyönteisestä pomppivia heikkoja kaikuja. ”Luulen, että tiedämme vielä niin vähän, miten heidän kaikuluotauksensa käytetään ja mihin tämä järjestelmä pystyy”, Geipel sanoo.

Lepakot saattavat jopa pystyä erottamaan samankaltaisia näköisiä esineitä. Geipelin tiimi on esimerkiksi havainnut, että lepakot näyttävät pystyvän erottamaan risuja tikuilta näyttävistä hyönteisistä. ”Heillä on hyvin tarkka käsitys löytämästään kohteesta”, Geipel toteaa.

kuinka tarkka?, Toiset tutkijat kouluttavat lepakoita laboratoriossa yrittääkseen selvittää, kuinka selvästi he hahmottavat muotoja.

Opettajien ja Vanhempien, Rekisteröidy lunttilappu

Weekly päivitykset, joiden avulla voit käyttää Tieteen Uutisia Opiskelijoille oppimisympäristö

Kämmenen kokoinen pentuja

Lepakot voivat oppia temppu tai kaksi, ja he näyttävät nauttivan työskentelystä herkkuja. Kate Allen on neurotieteilijä Johns Hopkinsin yliopistossa Baltimoressa. Hän vertaa Eptesicus fuscus-lepakoita, joiden kanssa hän työskentelee, ”pieniin palmunkokoisiin pentuihin., Lajin yleisnimi, iso ruskea lepakko, on hieman harhaanjohtava. ”Ruumis on suunnilleen kananugettimittainen, mutta niiden varsinainen siipiväli on noin 10 tuumaa”, Allen toteaa.

Allen on koulutus hänen lepakot erottaa kaksi esineitä eri muotoja. Hän käyttää menetelmää, jota koirankouluttajat käyttävät. Naksahduksella hän tekee äänen, joka vahvistaa yhteyttä käyttäytymisen ja palkkion välillä-täällä, herkullinen mealworm.

Debbie, E. fuscus bat, istuu alustan edessä mikrofoni päivän jälkeen koulutuksen., Punaisen valon avulla tutkijat voivat nähdä, milloin he työskentelevät lepakoiden kanssa. Lepakoiden silmät eivät kuitenkaan näe punaista valoa, joten ne kaikuvat ikään kuin huone olisi täysin pimeä.K. Allen

Sisällä pimeässä huoneessa vuorattu anti-echo vaahto, lepakot istua ruutuun alustalle. He kohtaavat laatikon aukon ja kaikuvat kohti niiden edessä olevaa esinettä. Jos kyseessä on käsipainon muoto, koulutettu maila kiipeää lavalle ja saa herkkua. Mutta jos lepakko aistii kuution, sen pitäisi pysyä paikallaan.

paitsi että siellä ei oikeastaan ole objektia., Allen temppuilee mailojensa kanssa kaiuttimilla, jotka soittavat kaikuja, joita tuon muotoinen esine heijastaisi. Hänen kokeissaan käytetään samoja akustisia temppuja, joita Musiikkituottajat käyttävät. Hienolla ohjelmistolla he voivat saada laulun kuulostamaan siltä kuin se olisi nauhoitettu echo-y-katedraalissa. Tai ne voivat lisätä vääristymiä. Tietokoneohjelmat tekevät tämän muuttamalla ääntä.

Allen levytti kaikuja lepakkopuheluista, jotka pomppivat oikeasta käsipainosta tai kuutiosta eri kulmista. Kun lepakko laatikossa soittaa, Allen käyttää tietokoneohjelmaa muuttaakseen puhelut kaikuiksi, joita hän haluaa lepakon kuulevan., Sen avulla Allen voi hallita, mitä signaalia maila saa. ”Jos vain annan heille fyysisen esineen, he voivat kääntää päänsä ja saada paljon kulmia”, hän selittää.

Allen testaa lepakoita kulmilla, joita ne eivät ole koskaan ennen soineet ulos. Hänen kokeessaan tutkitaan, pystyvätkö lepakot tekemään jotain, mitä useimmat ihmiset helposti tekevät. Kuvittele jokin esine, kuten tuoli tai kynä. Mielessäsi, voit ehkä kääntää sen ympäri. Ja jos näet tuolin istuvan maassa, tiedät, että se on tuoli riippumatta siitä, mihin suuntaan se on menossa.,

Allenin kokeet ovat viivästyneet koronaviruspandemian vuoksi. Hän voi mennä laboratorioon vain hoitamaan lepakoita. Hän kuitenkin arvelee lepakoiden pystyvän erottamaan esineet silloinkin, kun ne katselevat niitä uusista kulmista. Miksi? ”Tiedämme niiden metsästyksen seuraamisen perusteella, että ne tunnistavat hyönteiset mistä tahansa kulmasta”, hän sanoo.

kokeilu voi myös auttaa tutkijoita ymmärtämään, kuinka paljon lepakoiden on tarkastettava jokin esine mielikuvan muodostamiseksi. Riittääkö yksi tai kaksi kaikusarjaa? Vai vaatiiko se sarjan puheluita monelta kantilta?

yksi asia on selvä., Pyydystääkseen liikkeellä olevan hyönteisen lepakon on tehtävä muutakin kuin haettava sen ääni. Sen on jäljitettävä vika.

Seuraatko?

kuvaa täpötäyttä käytävää, ehkä koulussa ennen COVID-19-pandemiaa. Lapset ryntäävät kaappien ja luokkahuoneiden väliin. Mutta harvoin ihmiset törmäävät. Se johtuu siitä, että kun ihmiset näkevät Ihmisen tai esineen liikkeessä, heidän aivonsa ennustavat sen polun. Ehkä olet reagoinut nopeasti putoavan esineen nappaamiseen. ”Ennustamista käytetään koko ajan”, Clarice Diebold sanoo. Hän on biologi, joka tutkii eläinten käyttäytymistä Johns Hopkinsin yliopistossa., Diebold tutkii, ennustavatko lepakot myös esineen reittiä.

Allenin tavoin Diebold ja hänen kollegansa Angeles Salles kouluttivat lepakoita istumaan laiturille. Kokeissaan lepakot kaikuvat kohti liikkuvaa mealmatoa. Kiemurteleva välipala on viritetty moottoriin, joka liikuttaa sitä vasemmalta oikealle lepakoiden edessä. Kuvat paljastavat, että lepakoiden päät kääntyvät aina hieman kohteensa edelle. He näyttävät ohjaavan puhelunsa sen tien perusteella,jonka he odottavat mealwormilta.,

A mealworm varusti ylös moottorin kulkee edessä lepakko nimeltään Sininen. Blue soittaa ja siirtää päänsä madon edellä, mikä viittaa siihen, että hän odottaa välipalan tietä. Angeles Salles

lepakot tehdä sama asia, vaikka osa polku on piilotettu. Tämä simuloi, mitä tapahtuu, kun hyönteinen lentää esimerkiksi puun takana. Mutta nyt lepakot muuttavat kaikuluotaustaktiikkaansa. He soittavat vähemmän, koska he eivät saa yhtä paljon tietoa liikkuvasta mealwormista.,

luonnossa oliot eivät aina liiku ennustettavasti. Joten tutkijat sotkea mealworm liikkeen ymmärtää, jos lepakot päivittää ennusteita hetki hetkeltä. Joissakin testeissä mealworm liikkuu esteen takana ja sitten nopeuttaa tai hidastaa.

ja lepakot sopeutuvat.

– Kun saalis on piilotettu ja ponnahtaa ylös liian aikaisin tai liian myöhään, lepakot yllätys näy heidän puhelut, Diebold sanoo. Lepakot alkavat soitella useammin saadakseen lisää dataa. He näyttävät päivittävän henkistä malliaan siitä, miten mealworm liikkuu.,

Tämä ei yllätä Dieboldia, sillä lepakot ovat taitavia hyönteissyöjiä. Mutta hän ei myöskään pidä tätä kykyä itsestäänselvyytenä. ”Aiemmat työt lepakoissa olivat kertoneet, etteivät ne osaa ennustaa”, hän toteaa.

saalis pyöreä

Mutta lepakot eivät vain poimia tietoja kautta heidän korvansa. He tarvitsevat muita aisteja, jotka auttavat heitä tarttumaan raatoon. Lepakoilla on pitkät ohuet luut, jotka on järjestetty kuin sormet. Mikroskooppisten karvojen peittämät kalvot ulottuvat niiden väliin. Näiden karvojen avulla lepakot aistivat kosketuksen, ilmavirtauksen ja painemuutokset. Tällaiset vihjeet auttavat lepakoita hallitsemaan lentoaan., Mutta nuo karvat voivat myös auttaa lepakoita syömisen akrobatiassa liikkeellä.

tätä ideaa testatakseen Brittney Boublil on selvittänyt lepakon vartalon-karvanpoistoa. Käyttäytymistieteilijä Boublil työskentelee samassa laboratoriossa Allenin ja Dieboldin kanssa. Poistaminen hiukset lepakko siipi ei ole kovin erilainen kuin miten joitakin ihmisiä eroon ei-toivotut kehon karvat.

Ennen kuin mitään batwings alasti, Boublil junat hänen suuret, ruskeat lepakot kiinni roikkuu mealworm. Lepakot kaikuvat lentäessään kohti herkkua. Kun he menevät nappaamaan sitä, he tuovat pyrstönsä ylös ja sisään käyttäen takapuoltaan mato., Saaliin jälkeen pyrstö läväyttää palkinnon mailan suuhun-kaikki kun ne vielä lentävät. ”He ovat hyvin lahjakkaita”, hän sanoo. Boublil kaappaa liikkeen nopeilla kameroilla. Näin hän voi seurata, miten hyvin lepakot ovat tarttuneet mealwormeihin.

lepakko kääntää häntäänsä ylös repiä mealworm ja tuoda sen suuhun. Punaiset viivat ovat visuaalinen esitys kaikuluotaavan lepakon äänistä. Ben Falk

– Sitten se on aika sovellus, Nair tai Veet., Nämä tuotteet sisältävät kemikaaleja, joita ihmiset käyttävät poistamaan ei-toivottuja hiuksia. Ne voivat olla kovia herkälle iholle. Boublil siis laimentaa niitä ennen kuin sivaltaa niitä lepakon siivellä. Yhden tai kahden minuutin kuluttua hän pyyhkii sekä kemikaalin että karvan pois lämpimällä vedellä.

tuosta hienosta tukasta huolimatta lepakoilla on nyt enemmän vaikeuksia saada saalistaan kiinni. Boublilin varhaiset tulokset viittaavat siihen, että lepakot kaipaavat matoa useammin ilman pyrstöään ja siipikarvojaan. Harvalukuiset lepakot käyttävät myös enemmän aikaa saaliinsa lähestymiseen., Boublilin mielestä nämä lepakot eivät saa niin paljon tietoa ilmavirran datasta, joka voi auttaa niitä säätämään liikkeitään. Se voi selittää sen, miksi he käyttävät aikansa lentämiseen ja kaikuluotaamiseen.

nämä uudet lähestymistavat paljastavat tarkemman kuvan siitä, miten lepakot ”näkevät” maailman. Monet varhaiset havainnot siitä echolocation — joka löydettiin 1950-luvulla — silti todelta, Boublil sanoo. Tutkimukset nopeilla kameroilla, hienoilla mikrofoneilla ja liukkailla ohjelmistoilla osoittavat kuitenkin, että lepakoilla saattaa olla hienostuneempi näkymä kuin aiemmin on epäilty., Joukko luovia kokeiluja auttaa nyt tutkijoita pääsemään lepakoiden päiden sisään aivan uudella tavalla.