Her er hva flaggermus ‘se’ når de utforsker verden med lyd

Natten faller på Barro Colorado Island i Panama. En gylden glød bader tropisk skog er utallige nyanser av grønt. På denne fortryllende time, innbyggerne i skogen vokse hes. Howler apekatter knurring. Fugler skravling. Insekter trompet deres tilstedeværelse for potensielle partnere. Andre lyder bli med i maktkampen — anrop for høy-pitched for menneskelige ører å høre med. De kommer fra jegere på vei inn i natten: flaggermus.

Noen av disse petite rovdyr fange stor insekter eller selv øgler som de dra tilbake til sine roosts., Flaggermus oppfatte sine omgivelser og finne byttedyr ved å ringe ut og lytter etter lyder som et ekko gjort som de reflekteres av objekter. Denne prosessen kalles echolocation (Ek-oh-loh-KAY-sky).

Det er «en sensoriske system som er slags fremmed for oss,» sier atferdsmessige økolog Inga Geipel., Hun studerer hvordan dyr samhandler med sine miljøer ved Smithsonian Tropical Research Institute i Gamboa, Panama. Geipel tenker på echolocation som å gå gjennom en verden av lyd. «Det er som i utgangspunktet har musikken rundt deg hele tiden,» sier hun.

på Grunn av hvordan echolocation fungerer, forskere hadde lenge tenkt at flaggermus ville ikke være i stand til å finne små insekter som sitter fortsatt på et blad. Et ekko sprette av en slik feil vil bli overdøvet av lyden reflekteres fra blad, de fant.

Flaggermus er ikke blind., Men de er avhengige av lyd for informasjon som de fleste dyr komme med sine øyne. For mange år, forskere trodde denne begrensede en bat ‘ s syn på verden. Men nye bevis å velte noen av disse ideene. Det er avslørende hvordan andre sansene hjelpe flaggermus fylle i bildet. Med eksperimenter og teknologi, forskere får det beste ser ennå på hvordan flaggermus «se» verden.

I Panama, Geipel fungerer sammen med den vanlige store-bat-eared, Micronycteris microtis. «Jeg er ganske glad for at jeg ikke kan høre dem, fordi jeg tror de ville være … øredøvende, sier hun., Disse små flaggermus veier omtrent like mye som en mynt — fem til sju gram (0.18 0,25 gram). De er super myke og har store ører, Geipel notater. Og de har et «vidunderlig, vakker» nese-blad, sier hun. «Det er rett over neseborene og er i form av et hjerte-formet kjøttfulle klaff.»At strukturen kan hjelpe flaggermus styre sine sound beam, hun og noen kolleger har funnet.

Slik tenkning foreslått flaggermus ville ikke være i stand til å fange øyenstikkere. På kvelden, når flaggermus ut, øyenstikkere er «i utgangspunktet sitter i vegetasjonen i håp om ikke å bli spist,» sier Geipel. Øyenstikkere mangel ørene — de kan ikke engang høre en flaggermus som kommer. Som etterlater dem ganske forsvarsløse som de sitter i stillhet.

Men laget har lagt merke til at M. microtis ser ut til fest på øyenstikkere. «I utgangspunktet alt venstre under hønsehus er bat bæsj og dragonfly vinger,» Geipel lagt merke til. Så hvordan gjorde flaggermus finn et insekt på den grønne abbor?,

Anrop og svar

Geipel tatt noen flaggermus, og førte dem til et bur for eksperimenter. Ved hjelp av en high-speed kamera, hun og hennes kolleger så på hvordan flaggermus nærmet øyenstikkere fast til bladene. De plassert mikrofoner rundt buret. Disse spores flaggermus » steder som de fløy og gjorde anrop. Flaggermus aldri fløy rett mot insekter, team lagt merke til. De alltid tok inn fra siden eller under. Som antydet at vinkelen på tilnærming var nøkkelen til å høres ut sine byttedyr.,

for Å teste denne ideen, Geipel team bygget en robot bat hodet. Høyttalerne er produsert lyder, som en flaggermus munn. Og en mikrofon og etterlignet ører. Forskerne spilte bat anrop mot et blad med og uten en øyenstikker og registrert ekko., Ved å flytte balltre hodet rundt, de kartla hvordan ekko endret med vinkelen.

Flaggermus brukes bladene som speil til å reflektere lyd, fant forskerne. Tilnærming bladet head-on og refleksjoner av sound beam overskygger alt annet, akkurat som forskerne hadde trodd. Det ligner på hva som skjer når du ser rett inn i et speil mens du holder en lommelykt, Geipel notater. Lommelykten er reflektert stråle «blinds» for deg. Men stå ut til siden, og strålen går av i en vinkel. Det er hva som skjer når flaggermus stupe inn i en vinkel., Mye av ekkolodd bredde reflekterer unna, slik at flaggermus å oppdage svake ekko spretter ut av insekt. «Jeg tror vi fortsatt vet så lite om hvordan bruke sine echolocation og hva dette systemet er i stand til,» sier Geipel.

Flaggermus kan selv være i stand til å skille mellom lignende objekter. For eksempel, Geipel team har observert at flaggermus ut til å være i stand til å fortelle kvister fra insekter som ser ut som pinner. «De har en svært nøyaktig forståelse av et objekt de finner,» Geipel notater.

Akkurat hvor nøyaktige?, Andre forskere er trening flaggermus i laboratoriet for å prøve å gre tydelig hvordan de oppfatter former.

Palm-sized valper

Flaggermus kan lære et triks eller to, og de synes å nyte arbeider for behandler. Kate Allen er en hjerneforsker ved Johns Hopkins University i Baltimore, Md. Hun sammenligner Eptesicus fuscus flaggermus at hun jobber med å «little palm-sized valper.,»Denne artens vanlige navn, den store brune bat, er litt misvisende. «Kroppen er om kylling-nugget størrelse, men deres faktiske vingespenn er som 10 tommer ,» Allen notater.

Allen er trening henne flaggermus å skille mellom to objekter med forskjellige former. Hun bruker en metode som hunden trenere bruk. Med klikkeren, hun lager en lyd som styrker koblingen mellom atferd og belønning — her er en delikat mealworm.

Inne i et mørkt rom lined med anti-echo skum, flaggermus sitte i en kasse på en plattform. De møter boksen åpne og echolocate mot et objekt foran dem. Hvis det er en dumbbell form, utdannet bat klatrer på plattformen og får en godbit. Men hvis bat sanser en kube, bør det bli satt.

Bortsett fra det er faktisk ikke noe objekt., Allen triks henne flaggermus med høyttalere som spiller ekkoet som et objekt av at formen ville reflektere. Hennes eksperimenter bruke noen av de samme akustisk triks som brukes av musikkprodusenter. Med avansert programvare, kan de lage en sang til å høres ut som det var tatt opp i en echo-y-katedralen. Eller de kan legge til forvrengning. Mange programmer gjør du dette ved å endre en lyd.

Allen registrert ekko av bat samtaler sprette av en ekte dumbbell eller kube fra forskjellige vinkler. Når bat i boksen samtaler, Allen bruker dataprogram for å slå av disse samtalene til ekkoet hun ønsker balltre for å høre., Som lar Allen til å kontrollere hva slags signal balltre blir. «Hvis jeg bare la dem ha det fysiske objektet, kan de slå hodet og få en masse vinkler,» forklarer hun.

Allen vil teste flaggermus med vinkler som de har aldri hørtes ut før. Hennes eksperiment undersøker om flaggermus kan gjøre noe for de fleste mennesker lett kan gjøre. Tenk deg et objekt, for eksempel en stol eller en blyant. I ditt sinn, kan du være i stand til å snu den rundt. Og hvis du ser en stol å sitte på bakken, vet du at det er en stol, uansett hvilken retning det er mot.,

Allen s eksperimentelle forsøk har blitt forsinket på grunn av coronavirus pandemi. Hun kan gå til lab bare til omsorg for flaggermus. Men hun hypothesizes at flaggermus kan skjelne gjenstander selv når de ser dem fra nye vinkler. Hvorfor? «Vi vet fra å se dem jakte de kan kjenne igjen insekter fra alle vinkler,» sier hun.

eksperimentet kan også hjelpe forskere med å forstå hvor mye flaggermus trenger for å inspisere et objekt for å danne seg et mentalt bilde. Er ett eller to sett av ekko nok? Eller tar det en rekke samtaler fra mange vinkler?

En ting er klart., Å fange et insekt på farten, en flaggermus har å gjøre mer enn å plukke opp lyden sin. Det har å spore feilen.

Er du tracking?

Bilde på en overfylt gangen, kanskje i en skole før COVID-19 pandemi. Barn rush mellom skap og klasserom. Men sjelden folk kolliderer. Det er fordi når folk ser en person eller et objekt i bevegelse, deres hjerner forutsi banen det vil ta. Kanskje du har reagert raskt å fange en fallende gjenstand. «Du bruker logisk skriving hele tiden,» sier Clarice Diebold. Hun er en biolog som studerer dyrs atferd ved Johns Hopkins University., Diebold er å undersøke om flaggermus også forutsi et objekt i bane.

Som Allen, Diebold og hennes kollega Angeles Salles trent flaggermus å sitte på en plattform. I sine eksperimenter, flaggermus echolocate mot et bevegelig mealworm. Den kriblende snack er rigget opp til en motor som flytter det fra venstre til høyre i front av flaggermus. Bilder avslører at flaggermus’ heads slå alltid litt i forkant av sine mål. De synes å dirigere sine samtaler, basert på banen de forventer at det mealworm å ta.,

flaggermus gjøre det samme selv når de er en del av banen er skjult. Denne simulerer hva som skjer når et insekt flyr bak et tre, for eksempel. Men nå flaggermus endre sine echolocation taktikk. De gjør færre samtaler fordi de ikke mottar så mye data på de bevegelige mealworm.,

I naturen, skapninger, ikke alltid bevege seg forutsigbart. Så forskerne rotet med mealworm er bevegelse til å forstå om flaggermus oppdatere sine spådommer fra øyeblikk til øyeblikk. I noen tester, den mealworm beveger seg bak et hinder, og så hastigheter opp eller bremser ned.

Og flaggermus tilpasse seg.

Når byttet er skjult og dukker opp litt for tidlig eller litt for sent, flaggermus’ overraskelse dukker opp i sine samtaler, Diebold sier. Flaggermus begynne å ringe oftere for å få flere data. De synes å være å oppdatere sine mentale modell på hvordan mealworm er i bevegelse.,

Dette ikke overraske Diebold, gitt at flaggermus er dyktige, insekt-hvalbåter. Men hun har også tar ikke denne muligheten for gitt. «Tidligere arbeid i flaggermus hadde rapportert at de ikke kan forutsi ,» hun notater.

booty scoop

Men flaggermus ikke bare plukke opp informasjon gjennom ørene. De trenger andre sanser for å hjelpe dem til å ta tak i grub. Batwings har lange tynne bein arrangert som fingre. Membraner dekket med mikroskopiske hår strekningen mellom dem. Disse hårene lar flaggermus å føle berøring, luftmengde og trykk endringer. Slike signaler hjelpe flaggermus kontrollere sine fly., Men disse hårene kan også hjelpe til med flaggermus med akrobatikk for å spise på farten.

for Å teste denne ideen, Brittney Boublil har funnet ut bat kroppen-hårfjerning. En atferdsmessige hjerneforsker, Boublil fungerer på samme laboratorium som Allen og Diebold. Å fjerne hår fra en bat-wing er ikke så forskjellig fra hvordan noen mennesker kvitte seg med uønsket hårvekst.

Før noen batwings få naken, Boublil tog hennes store brune flaggermus å fange en hengende mealworm. Flaggermus echolocate som de flyr mot godbit. Så går de til å ta tak i det, de tar med halen opp og i, ved hjelp av sine bakre å ta opp ormen., Etter fangst, halen filmer premien i bat ‘ s munn — alt mens de fortsatt flyr. «De er veldig dyktige, sier hun. Boublil fanger opp dette bevegelse med høy hastighet kameraer. Dette gjør henne til å spore hvor vellykket flaggermus er ved å gripe tak i mealworms.

Da er det tid for en anvendelse av Nair eller Veet., Disse produktene inneholder kjemikalier som folk bruker til å fjerne uønsket hår. De kan være harde på ømfintlig hud. Så Boublil utvanner dem før slathering noen på en bat-wing. Etter ett eller to minutter, hun tørker både kjemisk — og hår — bort med varmt vann.

Mangler som fint hår, flaggermus nå har mer problemer med å fange byttedyr. Boublil tidlige resultatene tyder på at flaggermus gå glipp av ormen oftere uten halen og vinge hår. Knappe-av-hår flaggermus også bruke mer tid på å nærme seg sine byttedyr., Boublil mener disse flaggermus ikke får så mye info om luftstrøm — data som kan hjelpe dem til å tilpasse sine bevegelser. Det kan forklare hvorfor de tar sin tid på å fly rundt og echolocating.

Disse nye tilnærminger vise et mer detaljert bilde av hvordan flaggermus «se» verden. Mange tidlige funn om echolocation — som ble oppdaget i 1950 — årene- fortsatt ring sant, Boublil sier. Men studier med høy hastighet kameraer, fancy mikrofoner og glatt programvare viser at flaggermus kan ha en mer sofistikert vis enn tidligere mistenkt., En rekke kreative eksperimenter nå er å hjelpe forskere å komme på innsiden av flaggermus’ hoder på en helt ny måte.