Dans le monde de la faune, les chasseurs et les proies sont constamment en train de rattraper leur retard, au propre comme au figuré. Dès qu'un chasseur développe de nouvelles compétences grâce à l'évolution ou à d'autres méthodes, la proie s'y adapte pour ne pas être mangée. Il s'agit d'un jeu de poker sans fin avec des paris en constante augmentation, dont le gagnant reçoit le prix le plus précieux : la vie. Récemment, nous avons déjà envisagé , qui est basé sur la génération d’interférences ultrasonores. Parmi les insectes qui sont un mets délicat pour les écholocateurs ailés, masquer leur signal ultrasonore est une compétence vitale. Cependant, les chauves-souris ne veulent pas rester affamées, elles ont donc dans leur arsenal une compétence qui leur permet de voir leurs proies malgré leur camouflage. Comment exactement les chauves-souris se déguisent-elles en Sauron, quelle est l'efficacité de leurs tactiques de chasse et comment les feuilles des plantes les aident-elles ? Nous l’apprenons grâce au rapport du groupe de recherche. Aller.
Base de recherche
Les chauves-souris ont toujours suscité toute une gamme de sentiments chez les humains : de la curiosité et du respect à la peur et au dégoût purs et simples. Et cela est tout à fait compréhensible, car d'une part, ces créatures sont d'excellents chasseurs, n'utilisant pratiquement que leur audition pendant la chasse, et d'autre part, ce sont des créatures nocturnes effrayantes qui se mettent dans les cheveux et s'efforcent de mordre tout le monde (ces , bien sûr, sont des mythes générés par les peurs humaines) . Il est difficile d'aimer un animal associé dans la culture populaire à Dracula et au Chupacabra.
Hé, je n'ai pas peur du tout.
Mais les scientifiques sont des gens impartiaux, ils ne se soucient pas de votre apparence ou de ce que vous mangez. Que vous soyez un lapin pelucheux ou une chauve-souris, ils se feront un plaisir de mener quelques expériences sur vous, puis de disséquer votre cerveau pour compléter le tableau. Bon, laissons de côté l’humour noir (avec une part de vérité) et rentrons dans le vif du sujet.
Comme nous le savons déjà, le principal outil des chauves-souris lors de la chasse est leur ouïe. Les souris sont actives la nuit en raison de moins de concurrents/dangers et de plus de proies. En émettant des ondes ultrasonores, les chauves-souris captent tous les signaux de retour qui rebondissent sur les objets qui les entourent, y compris leurs proies possibles.
Émettre un bruit ultrasonique de masquage est, bien sûr, cool, mais tous les candidats au poste de dîner pour chauves-souris n'ont pas un tel talent. Mais même les insectes médiocres peuvent cacher leur emplacement. Pour ce faire, ils doivent se fondre dans l'environnement, mais pas comme le Predator du film du même nom, car on parle de son. La forêt la nuit regorge de sons provenant de diverses sources, dont certains sont des bruits de fond. Si un insecte reste, par exemple, immobile sur une feuille, il y a alors une forte probabilité de se perdre dans ce bruit de fond et de survivre jusqu'au matin.
Compte tenu de cela, de nombreux scientifiques pensaient que de telles proies pour les chauves-souris étaient tout simplement inaccessibles, mais ce n'est pas tout à fait vrai. Certaines espèces de chauves-souris étaient encore capables de résoudre l’énigme des insectes « invisibles » et de réussir à les attraper. La question demeure : comment ? Pour répondre à cette question, les scientifiques du Smithsonian Tropical Research Institute ont utilisé un capteur biomimétique qui enregistre les fluctuations des échos des insectes assis tranquillement sur les feuilles (c'est-à-dire se cachant). Ensuite, les scientifiques ont calculé les trajectoires d’attaque idéales, c’est-à-dire les trajectoires de vol et les angles de capture des proies pour les chauves-souris, qui peuvent aider à contourner le camouflage. Ils ont ensuite testé leurs calculs et théories en pratique en observant des chauves-souris attaquer des proies camouflées. Il est curieux que les feuilles sur lesquelles les insectes étaient si insouciants aient servi d'outil pour les attraper.
N'est-elle pas une beauté ?
Les sujets de cette étude étaient 4 mâles de l'espèce Micronycteris microtis (chauve-souris commune à grandes oreilles) capturés dans leur habitat naturel sur l'île de Barro Colorado (Panama). Au cours des expériences, une cage spéciale (1.40 × 1.00 × 0.80 m) située dans la forêt de l'île a été utilisée. Les scientifiques ont enregistré des données sur les vols des individus placés dans cette cage. La nuit suivante après la capture, les expériences proprement dites ont commencé. Un individu a été placé dans une cage et a dû trouver et attraper des « proies camouflées ». Pas plus de 1 heures d'expériences ont été réalisées avec un individu (16 nuits de 2 heures chacune) afin de minimiser l'effet de la mémoire spatiale et du stress sur l'animal. Après les expériences, toutes les chauves-souris ont été relâchées au même endroit où elles avaient été capturées.
Les chercheurs ont eu deux théories principales pour expliquer comment les chauves-souris chassent leurs proies camouflées : la théorie de l’ombre acoustique et la théorie du miroir acoustique.
L'effet « ombre acoustique » se produit lorsqu'un objet sur la surface d'une feuille dissipe l'énergie de l'écho, réduisant ainsi la force de l'écho provenant de la surface de la feuille. Pour maximiser l'ombre acoustique d'un objet, la chauve-souris doit s'approcher directement de face dans une direction perpendiculaire à la surface de fond (1A).
Image #1
Dans le cas d'un miroir acoustique, les chauves-souris forestières agissent comme leurs cousines chalutières, qui capturent leurs proies à la surface d'un réservoir. Les signaux d'écholocation émis sous un faible angle par rapport à la surface de l'eau sont réfléchis par une chauve-souris en chasse. Mais l'écho des proies possibles est renvoyé vers la chauve-souris (1B).
Les chercheurs ont suggéré que les feuilles agissent comme la surface de l’eau, c’est-à-dire agir comme un réflecteur de signal (1S). Mais pour obtenir le plein effet du miroir, un certain angle d’attaque est nécessaire.
Selon la théorie de l'ombre acoustique, les chauves-souris devraient attaquer leurs proies de manière frontale, pour ainsi dire, de front, car dans ce cas, l'ombre sera la plus forte. Si un miroir acoustique est utilisé, l'attaque doit se produire sous un angle maximum. Afin de déterminer quel angle d'attaque pourrait être optimal, les scientifiques ont effectué des mesures acoustiques sous différents angles par rapport à la tôle.
Après avoir terminé les calculs et testé les théories, des tests comportementaux ont été effectués sur des chauves-souris vivantes et les résultats d'observation ont été comparés aux résultats de la modélisation théorique.
Résultats des calculs et observations
Image #2
Tout d’abord, un modèle acoustique (dôme) de la feuille avec et sans proie a été créé en combinant tous les échos sous différents angles d’attaque en une seule image. Résultat, 541 positions ont été obtenues sur 9 trajectoires semi-circulaires autour de la feuille (2А).
Pour chaque point nous avons calculé densité spectrale de puissance* и taille acoustique* (TS - force de la cible) cibles (c'est-à-dire l'intensité de l'écho) pour 5 plages de fréquences différentes qui correspondent à peu près aux composantes harmoniques du signal de chauve-souris sortant (2V).
Densité spectrale de puissance* — fonction de distribution de puissance du signal en fonction de la fréquence.
Taille acoustique* (ou force acoustique cible) est une mesure de la surface d'un objet en termes de signal acoustique de réponse.
Sur l'image 2S les résultats des angles d'attaque dérivés sont affichés, qui sont les angles entre la normale par rapport à la surface de la feuille au centre de l'extraction et la position de la source de signal, c'est-à-dire chauve souris.
Image #3
Les observations ont montré que les deux types de feuilles (avec et sans production) dans toutes les gammes de fréquences présentent la plus grande taille acoustique aux angles < 30° (parties centrales des graphiques 3A и 3B) et une taille acoustique plus petite aux angles ≥ 30° (partie extérieure des graphiques sur 3A и 3B).
Изображение 3А confirme que la feuille agit réellement comme un miroir acoustique, c'est-à-dire qu'à des angles < 30°, un fort écho spéculaire est généré et qu'à ≥ 30°, l'écho est réfléchi par la source sonore.
Comparaison d'une feuille avec le butin dessus (3А) et sans production (3V) ont montré que la présence de proies augmente la taille acoustique de la cible à des angles ≥ 30°. Dans ce cas, l’effet écho-acoustique de la proie sur une feuille est mieux visible lors du tracé du TS induit par la proie, c’est-à-dire différences de TS entre une feuille avec et sans proie (3S).
Il convient également de noter qu'une augmentation de la taille acoustique de la cible à des angles ≥ 30° n'est observée que dans le cas des hautes fréquences ; aux basses fréquences, il n'y a aucun effet supplémentaire.
Les calculs ci-dessus ont permis de déterminer la plage théorique des angles d'attaque dans le cas de la mise en œuvre de la théorie de la réflexion miroir - 42°...78°. Dans cette plage, la même augmentation de la taille de la cible acoustique de 6 à 10 dB a été observée à des fréquences plus élevées (> 87 kHz), ce qui concorde avec les données acoustiques des chauves-souris M. microtis.
Cette méthode de chasse (en biais pour ainsi dire) permet au prédateur de déterminer très rapidement la présence/absence de proie sur la feuille : un écho faible et basse fréquence - la feuille est vide, un écho fort et large bande - il y a une délicieuse gâterie sur la feuille.
Si l'on considère la théorie de l'ombre acoustique, alors l'angle d'attaque devrait être inférieur à 30. Dans ce cas, selon les calculs, l'interférence entre les signaux d'écho de la feuille et de la proie est maximale, ce qui entraîne une diminution du TS par rapport à l'écho de la feuille sans proie, c'est-à-dire cela entraîne une ombre acoustique.
Nous en avons fini avec les calculs, passons aux observations.
Lors des observations, divers insectes issus du régime alimentaire des chauves-souris, situés sur une feuille artificielle, ont été utilisés comme proies. À l'aide de deux caméras à haute vitesse et d'un microphone à ultrasons, des enregistrements ont été réalisés sur le comportement des chauves-souris à l'approche de leurs proies. À partir des enregistrements résultants, 33 trajectoires de vol de chauves-souris s'approchant et atterrissant sur une proie ont été reconstituées.
La chauve-souris attaque sa proie.
Les trajectoires de vol étaient basées sur la position des narines des chauves-souris au cours de chaque image lorsqu'elles transmettaient leur signal.
Comme prévu, les observations ont montré que les chauves-souris s'approchaient de leurs proies sous un certain angle.
Image #4
Sur l'image 4А montre une carte XNUMXD des trajectoires d’attaque des proies. Il a également été constaté que la distribution des angles d'attaque suit les courbes de taille acoustique pour les fréquences plus élevées (4V).
Tous les sujets ont attaqué la cible sous des angles <30° et ont clairement évité les directions plus frontales. Parmi tous les angles d'attaque observés au cours des expériences, 79,9 % se situaient dans la plage optimale prévue de 42°...78°. Pour être encore plus précis, 44,5 % de tous les angles étaient compris entre 60° et 72°.
Attaque des proies sous un angle et spectrogrammes du signal acoustique émis.
Une autre observation est le fait que les chauves-souris n’attaquaient jamais leurs proies par le haut, comme l’avaient suggéré d’autres chercheurs.
Pour un aperçu plus détaillé des nuances de l'étude, je vous recommande de jeter un œil à и pour lui.
Le final
L'utilisation de l'écholocation comme outil de chasse principal, et parfois unique, est déjà un phénomène tout à fait unique et étonnant. Cependant, les chauves-souris ne cessent d’étonner, démontrant des tactiques d’attaque beaucoup plus complexes qu’on ne le pensait auparavant. Trouver et attraper des proies qui ne se cachent pas n'est pas difficile, mais trouver et capturer un insecte qui tente de se cacher dans un bruit de fond acoustique nécessite une approche différente. Chez les chauves-souris, cette approche est appelée ombre acoustique et miroir acoustique. En s'approchant d'une feuille selon un certain angle, la chauve-souris détermine instantanément la présence ou l'absence d'une proie probable. Et s'il y en a un, le dîner est garanti.
Cette étude, selon ses auteurs, pourrait conduire la communauté scientifique à de nouvelles découvertes en acoustique et en localisation d'écho, tant en général que dans le règne animal. Dans tous les cas, apprendre quelque chose de nouveau sur le monde qui vous entoure et sur les créatures qui y vivent n’a jamais été une mauvaise chose.
Vendredi off-top :
Pour survivre, il ne suffit parfois pas d’être un excellent chasseur. Quand il fait un froid incroyable partout et qu’il n’y a pas de nourriture du tout, il ne reste plus qu’à dormir.
Hors-haut 2.0 :
Certains utilisent la vitesse, d’autres la force et certains ont simplement besoin d’être aussi silencieux qu’une ombre.
Merci d'avoir regardé, restez curieux et bon week-end à tous ! 🙂
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Source: habr.com