Видим те: тактика заобилажења камуфлаже плена код слепих мишева

У свету дивљих животиња, ловци и плен непрестано играју хватање, како у дословном тако и у пренесеном смислу. Чим ловац развије нове вештине кроз еволуцију или друге методе, плен се прилагођава њима како не би био поједен. Ово је бескрајна игра покера са стално растућим опкладама, чији победник добија највреднију награду - живот. Недавно смо већ разматрали одбрамбени механизам мољаца од слепих мишева, који се заснива на генерисању ултразвучних сметњи. Међу инсектима који су посластица за крилате ехолокаторе, маскирање њиховог ултразвучног сигнала је витална вештина. Међутим, слепи мишеви не желе да остану гладни, па имају вештину у свом арсеналу која им омогућава да виде плен упркос њиховој камуфлажи. Како тачно слепи мишеви глуме Саурона, колико су ефикасне њихове тактике лова и како им лишће биљака помаже у томе? О томе сазнајемо из извештаја истраживачке групе. Иди.

Основа истраживања

Шишмиши су одувек изазивали низ осећања код људи: од радозналости и поштовања до отвореног страха и гађења. И то је сасвим разумљиво, јер с једне стране, ова створења су одлични ловци, који користе практично само свој слух током лова, а са друге стране су језива ноћна створења која се завлаче у косу и теже да угризу свакога (ови , наравно, митови генерисани људским страховима). Тешко је волети животињу која је у популарној култури повезана са Дракулом и Чупакабром.

Хеј, нисам уопште страшан.

Али научници су непристрасни људи, није их брига како изгледате или шта једете. Било да сте пахуљасти зец или слепи миш, они ће радо спровести неколико експеримената на вама, а затим и сецирати ваш мозак како би употпунили слику. У реду, оставимо црни хумор (са зрном истине) по страни и приближимо се ствари.

Као што већ знамо, главни алат слепих мишева током лова је њихов слух. Мишеви су активни ноћу због мањег броја такмичара/опасности и више плена. Емитујући ултразвучне таласе, слепи мишеви покупе све повратне сигнале који се одбијају од објеката око њих, укључујући могући плен.

Емитовање маскирне ултразвучне буке је, наравно, цоол, али немају сви кандидати за позицију вечере за слепе мишеве такав таленат. Али чак и осредњи инсекти могу сакрити своју локацију. Да би то урадили, потребно је да се стопе са окружењем, али не као Предатор из истоименог филма, јер говоримо о звуку. Шума је ноћу пуна звукова из разних извора, од којих је неки позадинска бука. Ако инсект седи, рецимо, непомично на листу, онда постоји велика вероватноћа да се изгуби у овој позадинској буци и преживи до јутра.

С обзиром на то, многи научници су веровали да је такав плен за слепе мишеве једноставно недостижан, али то није сасвим тачно. Неке врсте слепих мишева су ипак успеле да реше загонетку „невидљивих“ инсеката и успешно их ухвате. Остаје питање – како? Да би одговорили на ово питање, научници са Института за тропска истраживања Смитсонијан користили су биомиметички сензор који бележи било какве флуктуације у одјецима од инсеката који мирно седе на лишћу (тј. крију се). Затим су научници израчунали идеалне путање напада, односно путање лета и углове хватања плена за слепе мишеве, што може помоћи да се заобиђе камуфлажа. Затим су своје прорачуне и теорије тестирали у пракси посматрајући слепе мишеве који нападају камуфлирани плен. Занимљиво је да су листови на којима су инсекти тако безбрижно седели послужили као оруђе за њихово хватање.

Зар није лепотица?

Субјекти у овој студији била су 4 мужјака врсте Мицроництерис мицротис (обични великоухи слепи миш) који су ухваћени у свом природном станишту на острву Баро Колорадо (Панама). Током експеримената коришћен је посебан кавез (1.40 × 1.00 × 0.80 м) који се налази у шуми на острву. Научници су забележили податке о летовима јединки смештених у овај кавез. Следеће ноћи након хватања, почели су прави експерименти. Једна особа је стављена у кавез и морала је да пронађе и ухвати „камуфлирани плен“. Не више од 1 сати експеримената је спроведено са једном особом (16 ноћи по 2 сати) како би се минимизирао ефекат просторне меморије и стреса на животињу. Након експеримената, сви слепи мишеви су пуштени на исто место где су и ухваћени.

Истраживачи су имали две главне теорије да објасне како слепи мишеви лове камуфлирани плен: акустичну теорију сенки и теорију акустичног огледала.

Ефекат "акустичне сенке" настаје када објекат на површини листа расипа енергију еха, чиме се смањује јачина еха са површине листа. Да би се максимизирала акустична сенка објекта, слепи миш треба да приђе директно са предње стране у правцу који је окомит на површину позадине (1A).

Слика #1

У случају акустичног огледала, шумски слепи мишеви се понашају као њихови рођаци коћари, који плен хватају са површине резервоара. Ехолокацијски сигнали који се емитују под малим углом према површини воде рефлектују се од ловачког слепог миша. Али ехо од могућег плена се рефлектује назад до слепог миша (1B).

Истраживачи су предложили да се листови понашају као површина воде, тј. делује као рефлектор сигнала (КСНУМКСС). Али за потпуни ефекат огледала потребан је одређени угао напада.

Према теорији акустичног сенчења, слепи мишеви би требало да нападају плен из фронталног правца, да тако кажем, фронтално, јер ће у том случају сенчење бити најјаче. Ако се користи акустично огледало, онда се напад мора десити под максималним углом. Да би установили који би угао напада могао бити оптималан, научници су извршили акустична мерења под различитим угловима у односу на плочу.

Након завршених прорачуна и тестирања теорија, спроведени су тестови понашања помоћу живих слепих мишева и резултати опсервације су упоређени са резултатима теоријског моделирања.

Резултати прорачуна и посматрања

Слика #2

Прво, направљен је акустични модел (купола) листа са и без плена комбиновањем свих одјека под различитим угловима напада у једну слику. Као резултат, добијено је 541 позиција на 9 полукружних путања око листа (КСНУМКСА).

За сваку тачку коју смо израчунали спектрална густина снаге* и акустична величина* (ТС – јачина циља) циља (тј. интензитет еха) за 5 различитих фреквентних опсега који отприлике одговарају хармонијским компонентама одлазног сигнала слепог миша (КСНУМКСВ).

Спектрална густина снаге* — функција дистрибуције снаге сигнала у зависности од фреквенције.

Акустична величина* (или циљна акустична снага) је мера површине објекта у смислу одзивног акустичног сигнала.

На слици КСНУМКСС приказани су резултати изведених нападних углова, који су углови између нормале у односу на површину лима у центру извлачења и положаја извора сигнала, тј. шишмиш.

Слика #3

Запажања су показала да оба типа листова (са и без производње) у свим фреквентним опсезима показују највећу акустичку величину под угловима < 30° (централни делови графикона 3A и 3B) и мању акустичку величину под угловима ≥ 30° (спољни део графикона на 3A и 3B).

Изображение КСНУМКСА потврђује да плоча заправо делује као акустично огледало, односно да се под угловима < 30° ствара јак зрцални ехо, а при ≥ 30° ехо се рефлектује од извора звука.

Поређење листа са пленом на њему (КСНУМКСА) и без производње (КСНУМКСВ) показало је да присуство плена повећава акустичну величину мете под угловима ≥ 30°. У овом случају, ехо-акустички ефекат плена на листу се најбоље види при уцртавању пленом изазваног ТС, тј. разлике у ТС између листа са и без плена (КСНУМКСС).

Такође је вредно напоменути да се повећање акустичне величине мете под угловима ≥ 30° примећује само у случају високих фреквенција, а на ниским фреквенцијама уопште нема додатног ефекта.

Наведени прорачуни су омогућили да се одреди теоријски опсег нападних углова у случају примене теорије рефлексије огледала - 42°...78°. У овом опсегу, исто повећање величине акустичне мете од 6 до 10 дБ примећено је на вишим фреквенцијама (>87 кХз), што је у складу са акустичним подацима слепих мишева М. мицротис.

Овај метод лова (под углом, да тако кажем) омогућава предатору да врло брзо утврди присуство/одсуство плена на листу: слаб и нискофреквентни ехо - лист је празан, јак и широкопојасни ехо - постоји укусна посластица на листу.

Ако узмемо у обзир теорију акустичне сенке, онда би нападни угао требало да буде мањи од 30. У овом случају, према прорачунима, интерференција између ехо сигнала листа и плена је максимална, што доводи до смањења ТС у поређењу са на јеку листа без плена, тј. ово резултира акустичним сенчењем.

Завршили смо са прорачунима, пређимо на запажања.

Током посматрања, као плен су коришћени различити инсекти из исхране слепих мишева, смештени на вештачком листу. Користећи две брзе камере и ултразвучни микрофон, снимљени су снимци понашања слепих мишева при приближавању плену. Са добијених снимака реконструисана су 33 путања лета слепих мишева који се приближавају и слећу на плен.

Слепи миш напада свој плен.

Трајекторије лета су биле засноване на положају ноздрва слепих мишева током сваког кадра док су преносили свој сигнал.

Као што се и очекивало, запажања су показала да су слепи мишеви прилазили плену под углом.

Слика #4

На слици КСНУМКСА приказује XNUMXД мапу путања напада плена. Такође је утврђено да расподела нападних углова прати криве акустичне величине за веће фреквенције (КСНУМКСВ).

Сви субјекти су напали мету под угловима <30° и јасно избегавали више фронталних праваца. Од свих нападних углова уочених током експеримената, 79,9% је било у предвиђеном оптималном опсегу од 42°...78°. Да будемо још прецизнији, 44,5% свих углова било је у опсегу од 60°...72°.

Плен напада под углом и спектрограми емитованог акустичног сигнала.

Још једно запажање је чињеница да слепи мишеви никада нису напали свој плен одозго, као што су други истраживачи сугерисали.

За детаљнији поглед на нијансе студије, препоручујем да погледате саопштавају научници и Додатни материјали њему.

Епилог

Употреба ехолокације као главног, а понекад и јединог алата за лов је већ веома јединствен и невероватан феномен. Међутим, слепи мишеви никада не престају да изненађују, показујући много сложенију тактику напада него што се раније мислило. Проналажење и хватање плена који се не крије није тешко, али проналажење и хватање инсекта који покушава да се сакрије у акустичној позадинској буци захтева другачији приступ. Код слепих мишева овај приступ се назива акустична сенка и акустичко огледало. Приближавајући се листу под одређеним углом, слепи миш моментално утврђује присуство или одсуство вероватног плена. А ако га има, онда је вечера загарантована.

Ова студија, према њеним ауторима, може одвести научну заједницу до нових открића у акустици и ехо локацији, како уопште, тако и међу животињским царством. У сваком случају, научити нешто ново о свету који вас окружује и о бићима која у њему живе никада није била лоша ствар.

петак ван врха:

Да би преживео, понекад није довољно бити одличан ловац. Када је невероватна хладноћа свуда унаоколо, а хране уопште нема, једино што преостаје је спавање.

Офф-топ 2.0:

Неки користе брзину, неки снагу, а неки само треба да буду тихи као сенка.

Хвала на гледању, будите радознали и угодан викенд свима! 🙂

Хвала вам што сте остали са нама. Да ли вам се свиђају наши чланци? Желите да видите још занимљивијег садржаја? Подржите нас тако што ћете наручити или препоручити пријатељима, 30% попуста за кориснике Хабра на јединствени аналог сервера почетног нивоа, који смо ми измислили за вас: Цела истина о ВПС (КВМ) Е5-2650 в4 (6 језгара) 10ГБ ДДР4 240ГБ ССД 1Гбпс од 20 долара или како делити сервер? (доступно са РАИД1 и РАИД10, до 24 језгра и до 40 ГБ ДДР4).

Делл Р730кд 2 пута јефтинији? Само овде 2 к Интел ТетраДеца-Цоре Ксеон 2к Е5-2697в3 2.6ГХз 14Ц 64ГБ ДДР4 4к960ГБ ССД 1Гбпс 100 ТВ од 199 УСД у Холандији! Делл Р420 - 2к Е5-2430 2.2Гхз 6Ц 128ГБ ДДР3 2к960ГБ ССД 1Гбпс 100ТБ - од 99 долара! Читали о Како изградити инфраструктурну корпорацију. класе уз коришћење Делл Р730кд Е5-2650 в4 сервера у вредности од 9000 евра за пени?

Извор: ввв.хабр.цом