En el mundo de la vida silvestre, los cazadores y las presas constantemente se ponen al día, tanto en sentido literal como figurado. Tan pronto como un cazador desarrolla nuevas habilidades mediante la evolución u otros métodos, la presa se adapta a ellas para no ser devorada. Se trata de un juego de póquer sin fin con apuestas en constante aumento, cuyo ganador recibe el premio más valioso: la vida. Recientemente ya hemos considerado , que se basa en la generación de interferencias ultrasónicas. Entre los insectos que son un manjar para los ecolocalizadores alados, enmascarar su señal ultrasónica es una habilidad vital. Sin embargo, los murciélagos no quieren quedarse hambrientos, por lo que tienen una habilidad en su arsenal que les permite ver a sus presas a pesar de su camuflaje. ¿Cómo exactamente los murciélagos se disfrazan de Sauron, qué tan efectivas son sus tácticas de caza y cómo les ayudan las hojas de las plantas con esto? Aprendemos sobre esto por el informe del grupo de investigación. Ir.
Base de investigación
Los murciélagos siempre han evocado una variedad de sentimientos en las personas: desde curiosidad y reverencia hasta miedo y repugnancia. Y esto es bastante comprensible, porque, por un lado, estas criaturas son excelentes cazadores, utilizando prácticamente solo su oído durante la caza, y por otro lado, son espeluznantes criaturas nocturnas que se meten en el pelo y se esfuerzan por morder a todos (estos , por supuesto, son mitos generados por los miedos humanos). Es difícil amar a un animal que en la cultura popular se asocia con Drácula y el Chupacabras.
Oye, no tengo miedo en absoluto.
Pero los científicos son personas imparciales, no les importa cómo te ves ni lo que comes. Ya seas un conejo peludo o un murciélago, estarán encantados de realizar un par de experimentos contigo y luego también diseccionar tu cerebro para completar la imagen. Bien, dejemos de lado el humor negro (con una pizca de verdad) y acerquémonos al grano.
Como ya sabemos, la principal herramienta de los murciélagos durante la caza es su oído. Los ratones están activos durante la noche debido a que hay menos competidores/peligros y más presas. Al emitir ondas ultrasónicas, los murciélagos captan todas las señales de retorno que rebotan en los objetos que los rodean, incluidas posibles presas.
Emitir ruido ultrasónico de enmascaramiento es, por supuesto, genial, pero no todos los solicitantes para el puesto de cena para murciélagos tienen ese talento. Pero incluso los insectos mediocres pueden ocultar su ubicación. Para ello necesitan fusionarse con el entorno, pero no como el Predator de la película del mismo nombre, porque estamos hablando de sonido. Por la noche, el bosque está lleno de sonidos de diversas fuentes, algunos de los cuales son ruidos de fondo. Si un insecto se sienta, por ejemplo, inmóvil sobre una hoja, existe una alta probabilidad de perderse en este ruido de fondo y sobrevivir hasta la mañana.
Teniendo esto en cuenta, muchos científicos creían que esa presa para los murciélagos era simplemente inalcanzable, pero esto no es del todo cierto. Algunas especies de murciélagos aún lograron resolver el enigma de los insectos “invisibles” y atraparlos con éxito. La pregunta sigue siendo: ¿cómo? Para responder a esta pregunta, los científicos del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales utilizaron un sensor biomimético que registra cualquier fluctuación en los ecos de los insectos que se sientan tranquilamente sobre las hojas (es decir, se esconden). A continuación, los científicos calcularon las rutas de ataque ideales, es decir, las trayectorias de vuelo y los ángulos de captura de presas de los murciélagos, lo que puede ayudar a evitar el camuflaje. Luego pusieron a prueba sus cálculos y teorías en la práctica observando a los murciélagos atacando a sus presas camufladas. Es curioso que las hojas sobre las que se sentaban tan despreocupadamente los insectos sirvieran de herramienta para atraparlos.
¿No es ella una belleza?
Los sujetos de este estudio fueron 4 machos de la especie Micronycteris microtis (murciélago orejudo común) que fueron capturados en su hábitat natural en la isla de Barro Colorado (Panamá). Durante los experimentos se utilizó una jaula especial (1.40 × 1.00 × 0.80 m) ubicada en el bosque de la isla. Los científicos registraron datos sobre los vuelos de los individuos colocados en esta jaula. La noche siguiente a la captura, comenzaron los experimentos reales. Un individuo fue colocado en una jaula y tuvo que encontrar y atrapar “presas camufladas”. No se llevaron a cabo más de 1 horas de experimentos con un individuo (16 noches de 2 horas cada una) para minimizar el efecto de la memoria espacial y el estrés en el animal. Después de los experimentos, todos los murciélagos fueron liberados en el mismo lugar donde fueron capturados.
Los investigadores han tenido dos teorías principales para explicar cómo los murciélagos cazan presas camufladas: la teoría de la sombra acústica y la teoría del espejo acústico.
El efecto de "sombra acústica" se produce cuando un objeto en la superficie de una hoja disipa la energía del eco, reduciendo así la fuerza del eco de la superficie de la hoja. Para maximizar la sombra acústica de un objeto, el murciélago debe acercarse directamente desde el frente en una dirección perpendicular a la superficie del fondo (1A).
Imagen #1
En el caso de un espejo acústico, los murciélagos del bosque actúan como sus parientes de arrastre, que capturan presas en la superficie de un embalse. Las señales de ecolocalización emitidas en un ángulo bajo con respecto a la superficie del agua se reflejan en un murciélago cazador. Pero el eco de la posible presa se refleja en el murciélago (1B).
Los investigadores sugirieron que las hojas actúan como la superficie del agua, es decir. actuar como reflector de señal (1S). Pero para lograr el efecto completo del espejo, se requiere un cierto ángulo de ataque.
Según la teoría de la sombra acústica, los murciélagos deberían atacar a sus presas desde la dirección frontal, por así decirlo, de frente, porque en este caso la sombra será más fuerte. Si se utiliza un espejo acústico, el ataque debe producirse en el ángulo máximo. Para determinar qué ángulo de ataque podría ser óptimo, los científicos realizaron mediciones acústicas en diferentes ángulos con respecto a la placa.
Después de completar los cálculos y probar las teorías, se llevaron a cabo pruebas de comportamiento con murciélagos vivos y los resultados de las observaciones se compararon con los resultados del modelado teórico.
Resultados de cálculos y observaciones.
Imagen #2
Primero, se creó un modelo acústico (cúpula) de la hoja con y sin presa combinando todos los ecos en diferentes ángulos de ataque en una sola imagen. Como resultado, se obtuvieron 541 posiciones en 9 trayectorias semicirculares alrededor de la hoja (2А).
Para cada punto calculamos densidad espectral de potencia* и tamaño acústico* (TS - intensidad del objetivo) objetivos (es decir, intensidad del eco) para 5 rangos de frecuencia diferentes que corresponden aproximadamente a los componentes armónicos de la señal del murciélago saliente (2V).
Densidad espectral de potencia* — función de distribución de potencia de la señal en función de la frecuencia.
Tamaño acústico* (o fuerza acústica objetivo) es una medida del área de un objeto en términos de la señal acústica de respuesta.
en la imagen 2S Se muestran los resultados de los ángulos de ataque derivados, que son los ángulos entre la normal con respecto a la superficie de la hoja en el centro de la extracción y la posición de la fuente de señal, es decir, murciélago.
Imagen #3
Las observaciones han demostrado que ambos tipos de láminas (con y sin producción) en todos los rangos de frecuencia presentan el mayor tamaño acústico en ángulos < 30° (partes centrales de los gráficos 3A и 3B) y tamaño acústico más pequeño en ángulos ≥ 30° (parte exterior de los gráficos en 3A и 3B).
imagen 3А confirma que la lámina en realidad actúa como un espejo acústico, es decir, en ángulos < 30° se genera un fuerte eco especular, y en ≥ 30° el eco se refleja desde la fuente de sonido.
Comparación de una hoja con el botín que contiene (3А) y sin producción (3V) mostraron que la presencia de presas aumenta el tamaño acústico del objetivo en ángulos ≥ 30°. En este caso, el efecto ecoacústico de la presa en una hoja se ve mejor cuando se traza el TS inducido por la presa, es decir, diferencias en TS entre una hoja con y sin presa (3S).
También vale la pena señalar que un aumento en el tamaño acústico del objetivo en ángulos ≥ 30° se observa sólo en el caso de altas frecuencias; en bajas frecuencias no hay ningún efecto adicional.
Los cálculos anteriores permitieron determinar el rango teórico de los ángulos de ataque en el caso de implementar la teoría de la reflexión especular: 42°...78°. En este rango, se observó el mismo aumento en el tamaño del objetivo acústico de 6 a 10 dB en frecuencias más altas (>87 kHz), lo que es consistente con los datos acústicos de los murciélagos M. microtis.
Este método de caza (en ángulo, por así decirlo) permite al depredador determinar muy rápidamente la presencia/ausencia de presa en la hoja: un eco débil y de baja frecuencia - la hoja está vacía, un eco fuerte y de banda ancha - hay un sabroso manjar en la hoja.
Si consideramos la teoría de la sombra acústica, entonces el ángulo de ataque debe ser inferior a 30. En este caso, según los cálculos, la interferencia entre las señales de eco de la hoja y la presa es máxima, lo que conduce a una disminución del TS en comparación al eco de la hoja sin presa, es decir. esto produce sombra acústica.
Terminamos con los cálculos, pasemos a las observaciones.
Durante las observaciones se utilizaron como presa varios insectos de la dieta de los murciélagos, ubicados en una hoja artificial. Utilizando dos cámaras de alta velocidad y un micrófono ultrasónico, se registraron el comportamiento de los murciélagos cuando se acercan a sus presas. A partir de las grabaciones resultantes, se reconstruyeron 33 trayectorias de vuelo de murciélagos que se acercaban y aterrizaban sobre sus presas.
El murciélago ataca a su presa.
Las trayectorias de vuelo se basaron en la posición de las fosas nasales de los murciélagos durante cada cuadro mientras transmitían su señal.
Como era de esperar, las observaciones mostraron que los murciélagos se acercaban a sus presas en ángulo.
Imagen #4
en la imagen 4А muestra un mapa XNUMXD de las trayectorias de ataque de las presas. También se encontró que la distribución de los ángulos de ataque sigue las curvas de tamaño acústico para frecuencias más altas (4V).
Todos los sujetos atacaron al objetivo en ángulos <30° y claramente evitaron direcciones más frontales. De todos los ángulos de ataque observados durante los experimentos, el 79,9% estaban en el rango óptimo previsto de 42°...78°. Para ser aún más precisos, el 44,5% de todos los ángulos estaban en el rango de 60°...72°.
Ataque de presa en ángulo y espectrogramas de la señal acústica emitida.
Otra observación es el hecho de que los murciélagos nunca atacaron a sus presas desde arriba, como habían sugerido otros investigadores.
Para obtener información más detallada sobre los matices del estudio, recomiendo consultar и a él.
El acto final
El uso de la ecolocalización como herramienta de caza principal, y a veces única, ya es un fenómeno único y sorprendente. Sin embargo, los murciélagos nunca dejan de sorprender y demuestran tácticas de ataque mucho más complejas de lo que se pensaba anteriormente. Encontrar y capturar presas que no se esconden no es difícil, pero encontrar y capturar un insecto que intenta esconderse en el ruido acústico de fondo requiere un enfoque diferente. En los murciélagos, este enfoque se llama sombra acústica y espejo acústico. Al acercarse a una hoja en cierto ángulo, el murciélago determina instantáneamente la presencia o ausencia de una probable presa. Y si lo hay, la cena está garantizada.
Este estudio, según sus autores, puede llevar a la comunidad científica a nuevos descubrimientos en acústica y localización de ecos, tanto en general como entre el reino animal. En cualquier caso, aprender algo nuevo sobre el mundo que te rodea y las criaturas que viven en él nunca ha sido malo.
Viernes fuera de la cima:
Para sobrevivir, a veces no basta con ser un excelente cazador. Cuando hace un frío increíble por todas partes y no hay nada de comida, lo único que queda es dormir.
Fuera de la cima 2.0:
Algunos usan la velocidad, otros usan la fuerza y otros simplemente necesitan estar tan silenciosos como una sombra.
¡Gracias por mirar, manténganse curiosos y tengan un gran fin de semana a todos! 🙂
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Fuente: habr.com