Laukinės gamtos pasaulyje medžiotojai ir grobis nuolatos pasivijo tiek tiesiogine, tiek perkeltine prasme. Kai tik medžiotojas evoliucijos ar kitais metodais įgyja naujų įgūdžių, grobis prie jų prisitaiko, kad nebūtų suvalgytas. Tai nesibaigiantis pokerio žaidimas su nuolat didėjančiais statymais, kurių laimėtojas gauna vertingiausią prizą – gyvybę. Neseniai mes jau svarstėme , kuris pagrįstas ultragarso trukdžių generavimu. Tarp vabzdžių, kurie yra delikatesas sparnuotiems echolokatoriams, jų ultragarso signalo užmaskavimas yra gyvybiškai svarbus įgūdis. Tačiau šikšnosparniai nenori likti alkani, todėl savo arsenale turi įgūdžių, leidžiančių pamatyti grobį, nepaisant maskavimo. Kaip tiksliai šikšnosparniai vaidina sauronus, kokia jų medžioklės taktika ir kaip jiems tai padeda augalų lapai? Apie tai sužinome iš tyrimo grupės ataskaitos. Eik.
Tyrimo pagrindas
Šikšnosparniai žmonėms visada kėlė įvairius jausmus: nuo smalsumo ir pagarbos iki tiesioginės baimės ir pasibjaurėjimo. Ir tai visiškai suprantama, nes, viena vertus, šie padarai yra puikūs medžiotojai, medžioklės metu naudojasi praktiškai tik klausa, o kita vertus, tai yra šiurpios nakties būtybės, kurios įsirėžia į plaukus ir stengiasi įkąsti visiems (šios , žinoma, yra mitai, sukurti dėl žmonių baimių). Sunku mylėti gyvūną, kuris populiariojoje kultūroje asocijuojasi su Drakula ir Chupacabra.
Ei, aš visai nebaisu.
Tačiau mokslininkai yra nešališki žmonės, jiems nesvarbu, kaip atrodai ar ką valgai. Nesvarbu, ar esate pūkuotas triušis, ar šikšnosparnis, jie mielai su jumis atliks keletą eksperimentų, o tada išpjaustys jūsų smegenis, kad užbaigtų vaizdą. Gerai, palikime juodąjį humorą (su dalele tiesos) nuošalyje ir priartėkime prie esmės.
Kaip jau žinome, pagrindinis šikšnosparnių įrankis medžioklės metu yra jų klausa. Pelės yra aktyvios naktį dėl mažiau konkurentų / pavojų ir daugiau grobio. Skleisdami ultragarso bangas, šikšnosparniai paima visus grįžtančius signalus, kurie atsimuša į aplinkinius objektus, įskaitant galimą grobį.
Skleisti maskuojamąjį ultragarsinį triukšmą, žinoma, šaunu, tačiau ne visi pretendentai į šikšnosparnių vakarienės vietą turi tokį talentą. Tačiau net ir vidutiniai vabzdžiai gali paslėpti savo vietą. Norėdami tai padaryti, jie turi susilieti su aplinka, bet ne kaip Plėšrūnė iš to paties pavadinimo filmo, nes mes kalbame apie garsą. Miškas naktį pilnas garsų iš įvairių šaltinių, kai kurie iš jų yra foninis triukšmas. Jei vabzdys sėdi, tarkime, nejudėdamas ant lapo, tada yra didelė tikimybė pasiklysti šiame foniniame triukšme ir išgyventi iki ryto.
Atsižvelgdami į tai, daugelis mokslininkų manė, kad toks šikšnosparnių grobis buvo tiesiog nepasiekiamas, tačiau tai nėra visiškai tiesa. Kai kurios šikšnosparnių rūšys vis dar sugebėjo įminti „nematomų“ vabzdžių mįslę ir sėkmingai juos sugauti. Lieka klausimas – kaip? Norėdami atsakyti į šį klausimą, Smithsonian Tropical Research Institute mokslininkai panaudojo biomimetinį jutiklį, kuris užfiksuoja bet kokius aidų svyravimus iš vabzdžių, ramiai sėdinčių ant lapų (t. y. besislepiančių). Tada mokslininkai apskaičiavo idealius atakos kelius, tai yra, skrydžio trajektorijas ir grobio gaudymo kampus šikšnosparniams, kurie gali padėti apeiti kamufliažą. Tada jie išbandė savo skaičiavimus ir teorijas praktiškai stebėdami šikšnosparnius, puolančius užmaskuotą grobį. Įdomu, kad lapai, ant kurių taip nerūpestingai sėdėjo vabzdžiai, buvo jų gaudymo įrankis.
Argi ji ne gražuolė?
Šiame tyrime dalyvavo 4 Micronycteris microtis (paprastas didžiaausis šikšnosparnis) patinai, kurie buvo sugauti savo natūralioje buveinėje Barro Kolorado saloje (Panama). Eksperimentų metu buvo naudojamas specialus narvas (1.40 × 1.00 × 0.80 m), esantis saloje esančiame miške. Mokslininkai užfiksavo duomenis apie šiame narve patalpintų asmenų skrydžius. Kitą naktį po gaudymo prasidėjo tikrieji eksperimentai. Vienas asmuo buvo patalpintas į narvą ir turėjo surasti ir sugauti „užmaskuotą grobį“. Buvo atlikta ne daugiau kaip 1 valandų eksperimentų su vienu asmeniu (16 naktis po 2 valandas), kad būtų sumažintas erdvinės atminties ir streso poveikis gyvūnui. Po eksperimentų visi šikšnosparniai buvo paleisti toje pačioje vietoje, kur buvo sugauti.
Tyrėjai turi dvi pagrindines teorijas, paaiškinančias, kaip šikšnosparniai medžioja užmaskuotą grobį: akustinio šešėlio teoriją ir akustinio veidrodžio teoriją.
„Akustinio šešėlio“ efektas atsiranda, kai objektas ant lapo paviršiaus išsklaido aido energiją, taip sumažindamas aido stiprumą nuo lapo paviršiaus. Norėdami maksimaliai padidinti objekto akustinį šešėlį, šikšnosparnis turi artėti tiesiai iš priekio ta pačia kryptimi, kuri yra statmena fono paviršiui (1A).
1 vaizdas
Akustinio veidrodžio atveju miško šikšnosparniai elgiasi kaip jų tralų giminaičiai, kurie grobį gaudo nuo rezervuaro paviršiaus. Echolokacijos signalai, skleidžiami mažu kampu į vandens paviršių, atsispindi nuo medžiojančio šikšnosparnio. Tačiau galimo grobio aidas atsispindi šikšnosparnyje (1B).
Mokslininkai pasiūlė, kad lapai elgiasi kaip vandens paviršius, t.y. veikia kaip signalo atšvaitas (1S). Tačiau norint, kad veidrodis būtų visapusiškas, reikalingas tam tikras atakos kampas.
Pagal akustinio šešėlio teoriją šikšnosparniai turėtų pulti grobį iš frontalios krypties, taip sakant, kaktomuša, nes tokiu atveju šešėlis bus stipriausias. Jei naudojamas akustinis veidrodis, tada ataka turi vykti maksimaliu kampu. Siekdami nustatyti, kuris atakos kampas gali būti optimalus, mokslininkai atliko akustinius matavimus skirtingais kampais, palyginti su lakštu.
Atlikus skaičiavimus ir patikrinus teorijas, buvo atlikti elgsenos testai naudojant gyvus šikšnosparnius ir stebėjimo rezultatai lyginami su teorinio modeliavimo rezultatais.
Skaičiavimų ir stebėjimų rezultatai
2 vaizdas
Pirmiausia buvo sukurtas akustinis lapo modelis (kupolas) su grobiu ir be jo, sujungiant visus aidus skirtingais atakos kampais į vieną paveikslą. Dėl to 541 pusapvalėmis trajektorijomis aplink lapą buvo gauta 9 padėtis (2А).
Kiekvienam taškui, kurį apskaičiavome galios spektrinis tankis* и akustinis dydis* (TS – tikslinio stiprumo) taikiniai (t. y. aido intensyvumas) 5 skirtingiems dažnių diapazonams, kurie apytiksliai atitinka išeinančio šikšnosparnio signalo harmoninius komponentus (2V).
Galios spektrinis tankis* — signalo galios paskirstymo funkcija priklausomai nuo dažnio.
Akustinis dydis* (arba tikslinis akustinis stiprumas) yra objekto ploto matas pagal atsako akustinį signalą.
Vaizde 2S parodyti išvestinių atakos kampų rezultatai, kurie yra kampai tarp normaliojo lapo paviršiaus atžvilgiu ištraukimo centre ir signalo šaltinio padėties, t.y. šikšnosparnis.
3 vaizdas
Stebėjimai parodė, kad abiejų tipų lakštai (su ir be gamybos) visuose dažnių diapazonuose demonstruoja didžiausią akustinį dydį, kai kampai < 30° (centrinės grafikų dalys 3A и 3B) ir mažesnis akustinis dydis, kai kampai ≥ 30° (išorinė grafikų dalis ant 3A и 3B).
Изображение 3А patvirtina, kad lakštas iš tikrųjų veikia kaip akustinis veidrodis, tai yra, esant < 30° kampams, sukuriamas stiprus veidrodinis aidas, o esant ≥ 30° aidas atsispindi nuo garso šaltinio.
Lapo palyginimas su ant jo esančiu grobiu (3А) ir be gamybos (3V) parodė, kad grobio buvimas padidina taikinio akustinį dydį, kai kampai yra ≥ 30 °. Šiuo atveju grobio echoakustinis poveikis lapui geriausiai matomas brėžiant grobio sukeltą TS, t.y. TS skirtumai tarp lapų su grobiu ir be jo (3S).
Taip pat verta paminėti, kad taikinio akustinio dydžio padidėjimas ≥ 30° kampu stebimas tik esant aukštiems dažniams, žemuose dažniuose jokio papildomo efekto nėra.
Aukščiau pateikti skaičiavimai leido nustatyti teorinį atakos kampų diapazoną, įgyvendinus veidrodinio atspindžio teoriją - 42°...78°. Šiame diapazone toks pat akustinio taikinio dydžio padidėjimas nuo 6 iki 10 dB buvo pastebėtas esant aukštesniems dažniams (>87 kHz), o tai atitinka M. microtis šikšnosparnių akustinius duomenis.
Šis medžioklės būdas (taip sakant kampu) leidžia plėšrūnui labai greitai nustatyti grobio buvimą/nebuvimą ant lapo: silpnas ir žemo dažnio aidas – lapas tuščias, stiprus ir plačiajuostis aidas – yra. skanus skanėstas ant lapo.
Jei atsižvelgsime į akustinio šešėlio teoriją, tai atakos kampas turėtų būti mažesnis nei 30. Šiuo atveju, remiantis skaičiavimais, trukdžiai tarp lapo ir grobio aido signalų yra didžiausi, dėl to sumažėja TS lyginant. į lapo aidą be grobio, t.y. dėl to atsiranda akustinis šešėlis.
Baigėme skaičiavimus, pereikime prie stebėjimų.
Stebėjimų metu kaip grobis buvo naudojami įvairūs vabzdžiai iš šikšnosparnių raciono, esantys ant dirbtinio lapo. Naudojant dvi didelės spartos kameras ir ultragarsinį mikrofoną, buvo užfiksuoti šikšnosparnių elgesys artėjant prie grobio. Iš gautų įrašų buvo rekonstruotos 33 šikšnosparnių, artėjančių ir nusileidžiančių ant grobio, skrydžio trajektorijos.
Šikšnosparnis puola savo grobį.
Skrydžio trajektorijos buvo pagrįstos šikšnosparnių šnervių padėtimi kiekvieno kadro metu, kai jie perduoda savo signalą.
Kaip ir tikėtasi, stebėjimai parodė, kad šikšnosparniai prie grobio artėjo kampu.
4 vaizdas
Vaizde 4А rodomas XNUMXD grobio puolimo trajektorijų žemėlapis. Taip pat buvo nustatyta, kad atakos kampų pasiskirstymas atitinka aukštesnių dažnių akustinio dydžio kreives (4V).
Visi tiriamieji atakavo taikinį <30° kampu ir aiškiai vengė daugiau priekinių krypčių. Iš visų eksperimentų metu pastebėtų atakos kampų 79,9% buvo prognozuojamame optimaliame 42°...78° diapazone. Jei dar tiksliau, 44,5 % visų kampų buvo 60°...72° diapazone.
Grobio ataka skleidžiamo akustinio signalo kampu ir spektrogramomis.
Kitas pastebėjimas yra tai, kad šikšnosparniai niekada nepuolė savo grobio iš viršaus, kaip siūlė kiti tyrinėtojai.
Norint detaliau pažvelgti į tyrimo niuansus, rekomenduoju pasidomėti и jam.
Epilogas
Echolokacijos kaip pagrindinio, o kartais ir vienintelio medžioklės įrankio naudojimas jau yra labai unikalus ir nuostabus reiškinys. Tačiau šikšnosparniai nenustoja stebinti, demonstruodami daug sudėtingesnę puolimo taktiką, nei manyta anksčiau. Rasti ir sugauti grobį, kuris nesislepia, nėra sunku, tačiau norint surasti ir pagauti vabzdį, kuris bando pasislėpti akustiniame foniniame triukšme, reikia kitokio požiūrio. Šikšnosparniuose šis metodas vadinamas akustiniu šešėliu ir akustiniu veidrodžiu. Priartėdamas prie lapo tam tikru kampu, šikšnosparnis akimirksniu nustato galimo grobio buvimą ar nebuvimą. O jei ir yra, tai vakarienė garantuota.
Šis tyrimas, pasak jo autorių, gali paskatinti mokslo bendruomenę prie naujų atradimų akustikos ir aido vietos srityse tiek apskritai, tiek tarp gyvūnų karalystės. Bet kuriuo atveju sužinoti ką nors naujo apie jus supantį pasaulį ir jame gyvenančius padarus niekada nebuvo blogai.
Penktadienio laisvalaikis:
Norint išgyventi, kartais neužtenka būti puikiu medžiotoju. Kai aplink neįtikėtinas šaltis, o maisto visai nėra, belieka miegoti.
Nepriklausomai nuo 2.0:
Kai kurie naudoja greitį, kiti – jėgą, o kai kurie tiesiog turi būti tylūs kaip šešėlis.
Ačiū, kad skaitėte, būkite smalsūs ir gero savaitgalio vaikinai! 🙂
Dėkojame, kad likote su mumis. Ar jums patinka mūsų straipsniai? Norite pamatyti įdomesnio turinio? Palaikykite mus pateikdami užsakymą ar rekomenduodami draugams, 30% nuolaida Habr vartotojams unikaliam pradinio lygio serverių analogui, kurį mes sugalvojome jums: (galima su RAID1 ir RAID10, iki 24 branduolių ir iki 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 kartus pigiau? Tik čia Olandijoje! „Dell R420“ – 2 x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2 x 960 GB SSD 1 Gbps 100 TB – nuo 99 USD! Skaityti apie
Šaltinis: www.habr.com