ProHoster > Blogs > interneta ziņas > Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos

Savvaļas dzÄ«vnieku pasaulē mednieki un laupÄ«jums nemitÄ«gi spēlē lÄ«dzi gan tieŔā, gan pārnestā nozÄ«mē. TiklÄ«dz mednieks evolÅ«cijas vai citu metožu ceļā attÄ«sta jaunas prasmes, upuris tām pielāgojas, lai netiktu apēsts. Å Ä« ir nebeidzama pokera spēle ar pastāvÄ«gi pieaugoŔām likmēm, kuras uzvarētājs saņem visvērtÄ«gāko balvu ā€“ dzÄ«vÄ«bu. Nesen mēs jau esam apsvēruÅ”i kožu aizsardzÄ«bas mehānisms pret sikspārņiem, kuras pamatā ir ultraskaņas traucējumu radÄ«Å”ana. Starp kukaiņiem, kas ir spārnoto eholokatoru delikatese, to ultraskaņas signāla maskÄ“Å”ana ir bÅ«tiska prasme. Tomēr sikspārņi nevēlas palikt izsalkuÅ”i, tāpēc viņu arsenālā ir prasme, kas ļauj viņiem redzēt laupÄ«jumu, neskatoties uz maskÄ“Å”anos. Kā tieÅ”i sikspārņi spēlē kā Saurons, cik efektÄ«va ir viņu medÄ«bu taktika un kā augu lapas viņiem palÄ«dz? Par to uzzinām no pētnieku grupas ziņojuma. Aiziet.

Pētījuma bāze

Sikspārņi vienmēr cilvēkos ir izraisÄ«juÅ”i dažādas jÅ«tas: no zinātkāres un godbijÄ«bas lÄ«dz atklātām bailēm un riebumu. Un tas ir diezgan saprotami, jo, no vienas puses, Å”ie radÄ«jumi ir izcili mednieki, kas medÄ«bu laikā izmanto praktiski tikai dzirdi, no otras puses, tie ir rāpojoÅ”i nakts radÄ«jumi, kas iekāpj matos un cenÅ”as visus iekost (Ŕīs , protams, ir mÄ«ti, ko rada cilvēku bailes). Ir grÅ«ti mÄ«lēt dzÄ«vnieku, kas populārajā kultÅ«rā ir saistÄ«ts ar Drakulu un Čupakabru.

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos
Hei, es nemaz neesmu bailīgs.

Bet zinātnieki ir objektÄ«vi cilvēki, viņiem ir vienalga, kā tu izskaties vai ko tu ēd. NeatkarÄ«gi no tā, vai esat pÅ«kains trusis vai sikspārnis, viņi ar prieku veiks ar jums dažus eksperimentus un pēc tam arÄ« izgriezÄ«s jÅ«su smadzenes, lai pabeigtu attēlu. Labi, atstāsim tumÅ”o humoru (ar patiesÄ«bas graudu) malā un tuvosimies bÅ«tÄ«bai.

Kā jau zināms, galvenais sikspārņu rÄ«ks medÄ«bu laikā ir dzirde. Peles ir aktÄ«vas naktÄ«, jo ir mazāk konkurentu/bÄ«stamÄ«bas un vairāk laupÄ«jumu. Izstarojot ultraskaņas viļņus, sikspārņi uztver visus atgrieÅ”anās signālus, kas atspēko apkārt esoÅ”us objektus, tostarp iespējamos laupÄ«jumus.

IzdalÄ«t maskējoÅ”u ultraskaņas troksni, protams, ir forÅ”i, taču ne visiem pretendentiem uz sikspārņu vakariņas vietu ir Ŕāds talants. Bet pat viduvēji kukaiņi var noslēpt savu atraÅ”anās vietu. Lai to izdarÄ«tu, viņiem ir jāsaplÅ«st ar vidi, bet ne tā, kā Plēsējs no tāda paÅ”a nosaukuma filmas, jo mēs runājam par skaņu. Mežs naktÄ« ir pilns ar skaņām no dažādiem avotiem, no kurām dažas ir fona troksnis. Ja kukainis sēž, teiksim, nekustÄ«gi uz lapas, tad ir liela varbÅ«tÄ«ba apmaldÄ«ties Å”ajā fona troksnÄ« un izdzÄ«vot lÄ«dz rÄ«tam.

Ņemot to vērā, daudzi zinātnieki uzskatÄ«ja, ka Ŕāds laupÄ«jums sikspārņiem ir vienkārÅ”i nesasniedzams, taču tā nav gluži taisnÄ«ba. Dažas sikspārņu sugas joprojām spēja atrisināt "neredzamo" kukaiņu mÄ«klu un veiksmÄ«gi tos noÄ·ert. Paliek jautājums ā€“ kā? Lai atbildētu uz Å”o jautājumu, Smitsona Tropu pētniecÄ«bas institÅ«ta zinātnieki izmantoja biomimētisko sensoru, kas reÄ£istrē jebkādas svārstÄ«bas atbalsos no kukaiņiem, kas mierÄ«gi sēž uz lapām (t.i., slēpjas). Pēc tam zinātnieki aprēķināja ideālos uzbrukuma ceļus, tas ir, lidojuma trajektorijas un sikspārņu laupÄ«juma uztverÅ”anas leņķus, kas var palÄ«dzēt apiet maskÄ“Å”anos. Pēc tam viņi pārbaudÄ«ja savus aprēķinus un teorijas praksē, novērojot sikspārņus, kas uzbrÅ«k maskētajam upurim. Interesanti, ka lapas, uz kurām kukaiņi tik bezrÅ«pÄ«gi sēdēja, kalpoja kā lÄ«dzeklis to noÄ·erÅ”anai.

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos
Vai viņa nav skaistule?

Å Ä« pētÄ«juma subjekti bija 4 sugas Micronycteris microtis (parastais lielo ausu sikspārnis) tēviņi, kas tika notverti savā dabiskajā vidē Barro Kolorādo salā (Panama). Eksperimentu laikā tika izmantots speciāls bÅ«ris (1.40 Ɨ 1.00 Ɨ 0.80 m), kas atradās salas mežā. Zinātnieki reÄ£istrēja datus par Å”ajā bÅ«rÄ« ievietoto indivÄ«du lidojumiem. Nākamajā naktÄ« pēc notverÅ”anas sākās faktiskie eksperimenti. Viens indivÄ«ds tika ievietots bÅ«rÄ«, un viņam bija jāatrod un jānoÄ·er "maskēts laupÄ«jums". Ar vienu indivÄ«du tika veikti ne vairāk kā 1 stundu eksperimenti (16 naktis pa 2 stundām katrā), lai samazinātu telpiskās atmiņas un stresa ietekmi uz dzÄ«vnieku. Pēc eksperimentiem visi sikspārņi tika atbrÄ«voti tajā paŔā vietā, kur tie tika noÄ·erti.

Pētniekiem ir divas galvenās teorijas, lai izskaidrotu, kā sikspārņi medī maskētu laupījumu: akustisko ēnu teorija un akustiskā spoguļa teorija.

"Akustiskās ēnas" efekts rodas, kad objekts uz loksnes virsmas izkliedē atbalss enerÄ£iju, tādējādi samazinot atbalss stiprumu no loksnes virsmas. Lai maksimāli palielinātu objekta akustisko ēnu, sikspārnim jātuvojas tieÅ”i no priekÅ”puses virzienā, kas ir perpendikulārs fona virsmai (1A).

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos
1. attēls

Akustiskā spoguļa gadījumā meža sikspārņi darbojas kā viņu traļa radinieki, kas gūst upuri no rezervuāra virsmas. Eholokācijas signāli, kas izstaro zemā leņķī pret ūdens virsmu, tiek atspoguļoti no medību sikspārņa. Bet iespējamā laupījuma atbalss tiek atspoguļots atpakaļ sikspārnī (1B).

Pētnieki ierosināja, ka lapas darbojas kā Å«dens virsma, t.i. darbojas kā signāla atstarotājs (1S). Bet, lai spoguļa efekts bÅ«tu pilnÄ«gs, ir nepiecieÅ”ams noteikts uzbrukuma leņķis.

Saskaņā ar akustiskās ēnoÅ”anas teoriju, sikspārņiem bÅ«tu jāuzbrÅ«k upurim no frontālā virziena, tā teikt, ar galvu, jo Å”ajā gadÄ«jumā ēnojums bÅ«s visspēcÄ«gākais. Ja tiek izmantots akustiskais spogulis, tad uzbrukumam jānotiek maksimālā leņķī. Lai noteiktu, kurÅ” uzbrukuma leņķis varētu bÅ«t optimāls, zinātnieki veica akustiskos mērÄ«jumus dažādos leņķos attiecÄ«bā pret loksni.

Pēc aprēķinu veikÅ”anas un teoriju pārbaudes tika veikti uzvedÄ«bas testi, izmantojot dzÄ«vus sikspārņus, un novērojumu rezultāti tika salÄ«dzināti ar teorētiskās modelÄ“Å”anas rezultātiem.

Aprēķinu un novērojumu rezultāti

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos
2. attēls

Vispirms tika izveidots akustiskais lapas modelis (kupols) ar un bez laupÄ«juma, apvienojot vienā attēlā visas atbalsis dažādos uzbrukuma leņķos. Rezultātā tika iegÅ«ta 541 pozÄ«cija uz 9 pusloku trajektorijām ap loksni (2Š).

Par katru punktu, ko mēs aprēķinājām jaudas spektrālais blÄ«vums* Šø akustiskais izmērs* (TS ā€” mērÄ·a stiprums) mērÄ·i (t.i., atbalss intensitāte) 5 dažādiem frekvenču diapazoniem, kas aptuveni atbilst izejoŔā sikspārņa signāla harmoniskajām sastāvdaļām (2V).

Jaudas spektrālais blÄ«vums* ā€” signāla jaudas sadales funkcija atkarÄ«bā no frekvences.

Akustiskais izmērs* (vai mērķa akustiskais stiprums) ir objekta laukuma mērs reakcijas akustiskā signāla izteiksmē.

Uz attēla 2S parādīti atvasināto uzbrukuma leņķu rezultāti, kas ir leņķi starp normālu attiecībā pret loksnes virsmu ekstrakcijas centrā un signāla avota stāvokli, t.i. sikspārnis.

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos
3. attēls

Novērojumi liecina, ka abu veidu loksnēm (ar un bez ražoÅ”anas) visos frekvenču diapazonos ir vislielākais akustiskais izmērs leņķos < 30Ā° (grafiku centrālās daļas 3A Šø 3B) un mazāks akustiskais izmērs leņķos ā‰„ 30Ā° (grafiku ārējā daļa uz 3A Šø 3B).

Š˜Š·Š¾Š±Ń€Š°Š¶ŠµŠ½ŠøŠµ 3Š apstiprina, ka loksne faktiski darbojas kā akustiskais spogulis, tas ir, leņķos < 30Ā° tiek Ä£enerēta spēcÄ«ga spoguļatbalss, un pie ā‰„ 30Ā° atbalss tiek atstarots no skaņas avota.

Lapas salÄ«dzinājums ar uz tās esoÅ”o laupÄ«jumu (3Š) un bez ražoÅ”anas (3V) parādÄ«ja, ka laupÄ«juma klātbÅ«tne palielina mērÄ·a akustisko izmēru leņķos ā‰„ 30 Ā°. Å ajā gadÄ«jumā laupÄ«juma atbalssakustiskā ietekme uz lapu vislabāk ir redzama, uzzÄ«mējot medÄ«juma izraisÄ«to TS, t.i. atŔķirÄ«bas TS starp lapām ar un bez laupÄ«juma (3S).

Ir arÄ« vērts atzÄ«mēt, ka mērÄ·a akustiskā izmēra palielināŔanās leņķos ā‰„ 30Ā° tiek novērota tikai augstu frekvenču gadÄ«jumā, zemās frekvencēs vispār nav papildu efekta.

IepriekÅ” minētie aprēķini ļāva noteikt teorētisko uzbrukuma leņķu diapazonu spoguļa atstaroÅ”anas teorijas realizācijas gadÄ«jumā - 42Ā°...78Ā°. Å ajā diapazonā tāds pats akustiskā mērÄ·a lieluma pieaugums no 6 lÄ«dz 10 dB tika novērots augstākās frekvencēs (>87 kHz), kas atbilst M. microtis sikspārņu akustiskajiem datiem.

Å Ä« medÄ«bu metode (tā teikt leņķī) ļauj plēsējam ļoti ātri noteikt laupÄ«juma esamÄ«bu/neesamÄ«bu uz lapas: vāja un zemas frekvences atbalss - lapa ir tukÅ”a, spēcÄ«ga un platjoslas atbalss - ir garŔīgs cienasts uz lapas.

Ja ņemam vērā akustiskās ēnas teoriju, tad uzbrukuma leņķim jābÅ«t mazākam par 30. Å ajā gadÄ«jumā saskaņā ar aprēķiniem interference starp lapas un laupÄ«juma atbalss signāliem ir maksimāla, kas noved pie TS samazināŔanās, salÄ«dzinot uz lapas atbalsi bez laupÄ«juma, t.i. tas rada akustisku ēnojumu.

Esam pabeiguÅ”i ar aprēķiniem, pāriesim pie novērojumiem.

Novērojumu laikā kā medÄ«jums tika izmantoti dažādi kukaiņi no sikspārņu uztura, kas atradās uz mākslÄ«gās lapas. Izmantojot divas ātrgaitas kameras un ultraskaņas mikrofonu, tika veikti ieraksti par sikspārņu uzvedÄ«bu, tuvojoties medÄ«jumam. No iegÅ«tajiem ierakstiem tika rekonstruēti 33 sikspārņu lidojuma marÅ”ruti, kas tuvojās un nolaižas uz medÄ«juma.


Sikspārnis uzbrūk savam upurim.

Lidojuma trajektorijas tika balstītas uz sikspārņu nāsu stāvokli katrā kadrā, kad tie pārraidīja signālu.

Kā jau gaidīts, novērojumi liecināja, ka sikspārņi upurim tuvojās leņķī.

Es redzu tevi: taktika, kā apiet sikspārņu upuru maskÄ“Å”anos
4. attēls

Uz attēla 4Š parāda laupÄ«jumu uzbrukuma trajektoriju XNUMXD karti. Tika arÄ« konstatēts, ka uzbrukuma leņķu sadalÄ«jums atbilst akustiskā izmēra lÄ«knēm augstākām frekvencēm (4V).

Visi subjekti uzbruka mērÄ·im <30 Ā° leņķos un skaidri izvairÄ«jās no vairāk frontālajiem virzieniem. No visiem eksperimentu laikā novērotajiem uzbrukuma leņķiem 79,9% atradās prognozētajā optimālajā diapazonā 42Ā°...78Ā°. Ja vēl precÄ«zāk, 44,5% no visiem leņķiem bija diapazonā no 60Ā°...72Ā°.


Medījuma uzbrukums izstarotā akustiskā signāla leņķī un spektrogrammas.

Vēl viens novērojums ir fakts, ka sikspārņi nekad nav uzbrukuÅ”i savam upurim no augÅ”as, kā bija ierosinājuÅ”i citi pētnieki.

Lai sÄ«kāk aplÅ«kotu pētÄ«juma nianses, iesaku ieskatÄ«ties ziņo zinātnieki Šø Papildu materiāli viņam.

Epilogs

Eholokācijas kā galvenā un dažreiz vienÄ«gā medÄ«bu rÄ«ka izmantoÅ”ana jau ir ļoti unikāla un pārsteidzoÅ”a parādÄ«ba. Tomēr sikspārņi nebeidz pārsteigt, demonstrējot daudz sarežģītāku uzbrukuma taktiku, nekā tika uzskatÄ«ts iepriekÅ”. Atrast un noÄ·ert laupÄ«jumu, kas neslēpjas, nav grÅ«ti, taču, lai atrastu un notvertu kukaini, kas mēģina paslēpties akustiskā fona troksnÄ«, nepiecieÅ”ama cita pieeja. Sikspārņiem Å”o pieeju sauc par akustisko ēnu un akustisko spoguli. Tuvojoties lapai noteiktā leņķī, sikspārnis acumirklÄ« nosaka iespējamā laupÄ«juma esamÄ«bu vai neesamÄ«bu. Un ja tāda ir, tad vakariņas garantētas.

Å is pētÄ«jums, pēc tā autoru domām, var novest zinātnieku aprindās uz jauniem atklājumiem akustikas un atbalss lokalizācijas jomā gan kopumā, gan dzÄ«vnieku valstÄ«bā. Jebkurā gadÄ«jumā uzzināt kaut ko jaunu par pasauli, kas jÅ«s ieskauj, un tajā dzÄ«vojoÅ”ajām bÅ«tnēm nekad nav bijusi slikta lieta.

Piektdienas izlaidums:


Lai izdzīvotu, dažreiz nepietiek ar izcilu mednieku. Kad visapkārt valda neticami aukstums un ēdiena nav vispār, atliek tikai gulēt.

Ārpus top 2.0:


Daži izmanto ātrumu, daži izmanto spēku, un daži vienkārÅ”i ir klusi kā ēnai.

Paldies, ka skatÄ«jāties, esiet ziņkārÄ«gs un lai visiem jauka nedēļas nogale! šŸ™‚

Paldies, ka palikāt kopā ar mums. Vai jums patīk mūsu raksti? Vai vēlaties redzēt interesantāku saturu? Atbalsti mūs, pasūtot vai iesakot draugiem, 30% atlaide Habr lietotājiem unikālam sākuma līmeņa serveru analogam, ko mēs jums izgudrojām: Visa patiesība par VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 kodoli) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps no 20$ vai kā koplietot serveri? (pieejams ar RAID1 un RAID10, līdz 24 kodoliem un līdz 40 GB DDR4).

Dell R730xd 2 reizes lētāk? Tikai Å”eit 2x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV no 199$ NÄ«derlandē! Dell R420 ā€” 2x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2x960 GB SSD 1 Gbps 100 TB ā€” no 99 USD! LasÄ«t par Kā izveidot infrastruktÅ«ras uzņēmumu klase ar Dell R730xd E5-2650 v4 serveru izmantoÅ”anu 9000 eiro par santÄ«mu?

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru