In die wêreld van wild speel jagters en prooi voortdurend inhaal, letterlik en figuurlik. Sodra ’n jagter deur evolusie of ander metodes nuwe vaardighede ontwikkel, pas die prooi daarby aan om nie geëet te word nie. Dit is 'n eindelose speletjie poker met voortdurend toenemende weddenskappe, waarvan die wenner die waardevolste prys ontvang - die lewe. Onlangs het ons reeds oorweeg , wat gebaseer is op die generering van ultrasoniese interferensie. Onder insekte wat 'n lekkerny vir gevleuelde eggolocators is, is die maskering van hul ultrasoniese sein 'n noodsaaklike vaardigheid. Vlermuise wil egter nie honger bly nie, daarom het hulle 'n vaardigheid in hul arsenaal wat hulle toelaat om prooi te sien ten spyte van hul kamoeflering. Hoe presies speel vlermuise saam met Sauron, hoe doeltreffend is hul jagtaktiek, en hoe help plantblare hulle hiermee? Ons leer hieroor uit die verslag van die navorsingsgroep. Gaan.
Navorsingsbasis
Vlermuise het nog altyd 'n reeks gevoelens by mense ontlok: van nuuskierigheid en eerbied tot volstrekte vrees en afsku. En dit is heel verstaanbaar, want aan die een kant is hierdie wesens uitstekende jagters, wat feitlik net hul gehoor gebruik tydens die jag, en aan die ander kant is hulle grillerige nagwesens wat in die hare kom en daarna streef om almal te byt (hierdie , is natuurlik mites wat deur menslike vrese gegenereer word). Dit is moeilik om 'n dier lief te hê wat in populêre kultuur met Dracula en die Chupacabra geassosieer word.
Haai, ek is glad nie bang nie.
Maar wetenskaplikes is onpartydige mense, hulle gee nie om hoe jy lyk of wat jy eet nie. Of jy nou 'n donsige haas of 'n vlermuis is, hulle sal graag 'n paar eksperimente op jou doen, en dan ook jou brein dissekteer om die prentjie te voltooi. Goed, kom ons los die donker humor (met 'n greintjie waarheid) opsy en kom nader aan die punt.
Soos ons reeds weet, is die hoofinstrument van vlermuise tydens jag hul gehoor. Muise is snags aktief as gevolg van minder mededingers/gevare en meer prooi. Deur ultrasoniese golwe uit te straal, tel vlermuise alle terugkeerseine op wat van voorwerpe rondom hulle afbons, insluitend moontlike prooi.
Om maskerende ultrasoniese geraas uit te straal is natuurlik gaaf, maar nie alle aansoekers vir die posisie van aandete vir vlermuise het sulke talent nie. Maar selfs middelmatige insekte kan hul ligging verberg. Om dit te doen, moet hulle saamsmelt met die omgewing, maar nie soos die Predator uit die film met dieselfde naam nie, want ons praat van klank. Die woud snags is vol geluide van 'n verskeidenheid bronne, waarvan sommige agtergrondgeraas is. As 'n insek byvoorbeeld roerloos op 'n blaar sit, dan is daar 'n groot waarskynlikheid om in hierdie agtergrondgeraas te verdwaal en tot die oggend te oorleef.
Gegewe dit, het baie wetenskaplikes geglo dat sulke prooi vir vlermuise eenvoudig onbereikbaar is, maar dit is nie heeltemal waar nie. Sommige spesies vlermuise kon steeds die raaisel van die "onsigbare" insekte oplos en suksesvol vang. Die vraag bly staan - hoe? Om hierdie vraag te beantwoord, het wetenskaplikes van die Smithsonian Tropical Research Institute 'n biomimetiese sensor gebruik wat enige fluktuasies in eggo's van insekte wat stil op blare sit (d.w.s. wegkruip) opneem. Vervolgens het die wetenskaplikes die ideale aanvalspaaie bereken, dit wil sê vlugbane en prooivanghoeke vir vlermuise, wat kan help om kamoeflering te omseil. Toe het hulle hul berekeninge en teorieë in die praktyk getoets deur vlermuise waar te neem wat gekamoefleerde prooi aanval. Dit is eienaardig dat die blare waarop die insekte so sorgeloos gesit het as 'n hulpmiddel gedien het om hulle te vang.
Is sy nie 'n skoonheid nie?
Die proefpersone in hierdie studie was 4 mannetjies van die spesie Micronycteris microtis (gewone grootoorvlermuis) wat in hul natuurlike habitat op Barro Colorado-eiland (Panama) gevang is. Tydens die eksperimente is 'n spesiale hok (1.40 × 1.00 × 0.80 m) in die woud op die eiland gebruik. Wetenskaplikes het data aangeteken oor die vlugte van individue wat in hierdie hok geplaas is. Die volgende nag na die vang het die werklike eksperimente begin. Een individu is in 'n hok geplaas en moes "gekamoefleerde prooi" vind en vang. Nie meer as 1 uur se eksperimente is met een individu uitgevoer nie (16 nagte van 2 uur elk) om die effek van ruimtelike geheue en stres op die dier te minimaliseer. Ná die eksperimente is alle vlermuise vrygelaat op dieselfde plek waar hulle gevang is.
Navorsers het twee hoofteorieë gehad om te verduidelik hoe vlermuise op gekamoefleerde prooi jag: die akoestiese skadu-teorie en die akoestiese spieël-teorie.
Die "akoestiese skaduwee"-effek vind plaas wanneer 'n voorwerp op die oppervlak van 'n vel eggo-energie verdryf, en sodoende die sterkte van die eggo vanaf die veloppervlak verminder. Om die akoestiese skaduwee van 'n voorwerp te maksimeer, moet die vlermuis direk van voor af nader in 'n rigting loodreg op die agtergrondoppervlak (1A).
Prent #1
In die geval van 'n akoestiese spieël tree bosvlermuise op soos hul treil-familielede wat prooi van die oppervlak van 'n reservoir vang. Echolokaliseringseine wat teen 'n lae hoek na die wateroppervlak uitgestuur word, word deur 'n jagvlermuis weerkaats. Maar die eggo van moontlike prooi word teruggekaats na die vlermuis (1B).
Die navorsers het voorgestel dat die blare soos die oppervlak van water optree, m.a.w. dien as 'n seinreflektor (1S). Maar vir die volle effek van die spieël is 'n sekere aanvalshoek nodig.
Volgens die teorie van akoestiese skadu moet vlermuise prooi so te sê van frontale rigting aanval, want in hierdie geval sal die skadu die sterkste wees. As 'n akoestiese spieël gebruik word, moet die aanval teen 'n maksimum hoek plaasvind. Om vas te stel watter aanvalshoek optimaal kan wees, het die wetenskaplikes akoestiese metings by verskillende hoeke relatief tot die plaat uitgevoer.
Nadat die berekeninge voltooi is en die teorieë getoets is, is gedragstoetse met lewende vlermuise uitgevoer en die waarnemingsresultate is vergelyk met die resultate van teoretiese modellering.
Resultate van berekeninge en waarnemings
Prent #2
Eerstens is 'n akoestiese model (koepel) van die blaar met en sonder prooi geskep deur al die eggo's by verskillende aanvalshoeke in een prentjie te kombineer. As gevolg hiervan is 541 posisies op 9 halfsirkelvormige trajekte om die blad verkry (2A).
Vir elke punt het ons bereken krag spektrale digtheid* и akoestiese grootte* (TS - teikensterkte) teikens (d.w.s. eggo-intensiteit) vir 5 verskillende frekwensiereekse wat rofweg ooreenstem met die harmoniese komponente van die uitgaande kolfsein (2V).
Drywing spektrale digtheid* — seinkragverspreidingsfunksie afhangende van frekwensie.
Akoestiese grootte* (of teiken akoestiese sterkte) is 'n maatstaf van die oppervlakte van 'n voorwerp in terme van die reaksie akoestiese sein.
Op die beeld 2S die resultate van die afgeleide aanvalshoeke word getoon, wat die hoeke is tussen die normaal relatief tot die oppervlak van die plaat in die middel van die onttrekking en die posisie van die seinbron, d.w.s. kolf.
Prent #3
Waarnemings het getoon dat beide tipes velle (met en sonder produksie) in alle frekwensiereekse die grootste akoestiese grootte by hoeke < 30° (sentrale dele van die grafieke) demonstreer 3A и 3B) en kleiner akoestiese grootte by hoeke ≥ 30° (buitenste deel van grafieke op 3A и 3B).
Изображение 3A bevestig dat die plaat eintlik as 'n akoestiese spieël optree, dit wil sê, by hoeke < 30° word 'n sterk spiegelende eggo gegenereer, en by ≥ 30° word die eggo van die klankbron gereflekteer.
Vergelyking van 'n blaar met die buit daarop (3A) en sonder produksie (3V) het getoon dat die teenwoordigheid van prooi die akoestiese grootte van die teiken verhoog teen hoeke ≥ 30°. In hierdie geval word die eggo-akoestiese effek van prooi op 'n blaar die beste gesien wanneer die prooi-geïnduseerde TS geplot word, d.w.s. verskille in TS tussen 'n blaar met en sonder prooi (3S).
Dit is ook opmerklik dat 'n toename in die akoestiese grootte van die teiken by hoeke ≥ 30° slegs waargeneem word in die geval van hoë frekwensies; by lae frekwensies is daar geen bykomende effek nie.
Bogenoemde berekeninge het dit moontlik gemaak om die teoretiese omvang van aanvalshoeke te bepaal in die geval van die implementering van die teorie van spieëlrefleksie - 42°...78°. In hierdie reeks is dieselfde toename in akoestiese teikengrootte van 6 tot 10 dB by hoër frekwensies (>87 kHz) waargeneem, wat ooreenstem met die akoestiese data van M. microtis-vlermuise.
Hierdie jagmetode (teen 'n hoek, so te sê) stel die roofdier in staat om baie vinnig die teenwoordigheid/afwesigheid van prooi op die blaar te bepaal: 'n swak en lae-frekwensie eggo - die blaar is leeg, 'n sterk en breëband eggo - daar is 'n smaaklike bederf op die blaar.
As ons die teorie van akoestiese skadu oorweeg, moet die aanvalshoek minder as 30 wees. In hierdie geval, volgens berekeninge, is die interferensie tussen die eggo-seine van die blaar en prooi maksimum, wat lei tot 'n afname in TS in vergelyking na die eggo van die blaar sonder prooi, d.w.s. dit lei tot akoestiese skaduwee.
Ons is klaar met die berekeninge, kom ons gaan aan na waarnemings.
Tydens die waarnemings is verskeie insekte uit die dieet van vlermuise, geleë op 'n kunsmatige blaar, as prooi gebruik. Met behulp van twee hoëspoedkameras en 'n ultrasoniese mikrofoon is opnames gemaak van die gedrag van vlermuise wanneer hulle prooi nader. Uit die gevolglike opnames is 33 vlugbane van vlermuise wat naderkom en op prooi beland, gerekonstrueer.
Die vlermuis val sy prooi aan.
Vlugtrajekte is gebaseer op die posisie van die vlermuise se neusgate tydens elke raam terwyl hulle hul sein uitgesaai het.
Soos verwag, het waarnemings getoon dat die vlermuise prooi skuins genader het.
Prent #4
Op die beeld 4A wys 'n XNUMXD-kaart van prooiaanvalbane. Daar is ook gevind dat die verspreiding van aanvalshoeke die akoestiese groottekrommes volg vir hoër frekwensies (4V).
Alle proefpersone het die teiken teen hoeke <30° aangeval en duidelik meer frontale rigtings vermy. Van al die aanvalshoeke wat tydens die eksperimente waargeneem is, was 79,9% in die voorspelde optimale omvang van 42°...78°. Om nog meer presies te wees, was 44,5% van alle hoeke in die reeks van 60°...72°.
Prooi val teen 'n hoek aan en spektrogramme van die uitgestraalde akoestiese sein.
Nog ’n waarneming is die feit dat die vlermuise nooit hul prooi van bo af aangeval het nie, soos ander navorsers voorgestel het.
Vir meer gedetailleerde inligting oor die nuanses van die studie, beveel ek aan om na te kyk и aan hom.
Epiloog
Die gebruik van eggolokalisering as die hoof, en soms die enigste, jaginstrument is reeds 'n baie unieke en verstommende verskynsel. Vlermuise hou egter nooit op om te verstom nie, en demonstreer baie meer komplekse aanvalstaktieke as wat voorheen gedink is. Om prooi te vind en te vang wat nie wegkruip nie, is nie moeilik nie, maar om 'n insek wat in akoestiese agtergrondgeraas probeer wegkruip te vind en vas te vang, vereis 'n ander benadering. By vlermuise word hierdie benadering akoestiese skadu en akoestiese spieël genoem. Deur 'n blaar teen 'n sekere hoek te nader, bepaal die vlermuis onmiddellik die teenwoordigheid of afwesigheid van waarskynlike prooi. En as daar een is, dan is aandete gewaarborg.
Hierdie studie, volgens sy skrywers, kan die wetenskaplike gemeenskap lei tot nuwe ontdekkings in akoestiek en eggo-ligging, beide in die algemeen en onder die diereryk. In elk geval, om iets nuuts te leer oor die wêreld wat jou omring en die wesens wat daarin woon, was nog nooit 'n slegte ding nie.
Vrydag buitekant:
Om te oorleef, is dit soms nie genoeg om 'n uitstekende jagter te wees nie. Wanneer daar ongelooflike koue rondom is, en daar glad nie kos is nie, is die enigste ding wat oorbly om te slaap.
Off-top 2.0:
Sommige gebruik spoed, sommige gebruik krag, en sommige moet net so stil soos 'n skaduwee wees.
Dankie vir die kyk, bly nuuskierig en lekker naweek vir almal! 🙂
Dankie dat jy by ons gebly het. Hou jy van ons artikels? Wil jy meer interessante inhoud sien? Ondersteun ons deur 'n bestelling te plaas of by vriende aan te beveel, 30% afslag vir Habr-gebruikers op 'n unieke analoog van intreevlakbedieners, wat deur ons vir jou uitgevind is: (beskikbaar met RAID1 en RAID10, tot 24 kerne en tot 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 keer goedkoper? Net hier in Nederland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - vanaf $99! Lees van
Bron: will.com