Obecnie dobrze wiadomo, że nietoperze mogą tworzyć mentalny obraz swojego środowiska za pomocą echolokacji. Ale wciąż zastanawiamy się, co to oznacza, czyli w jaki sposób nietoperze odbierają echa swoich własnych wokalizacji i wykorzystują je do określania lokalizacji obiektów.

W artykule opublikowanym w maju ubiegłego roku, naukowcy dostarczają dowodów na to, że nietoperze angażują się w echolokację po części dlatego, że rodzą się z wrodzonym poczuciem prędkości dźwięku. Jak naukowcy badali to zjawisko? Wychowując nietoperze w atmosferze bogatej w hel, gdzie powietrze o mniejszej gęstości zwiększa prędkość dźwięku.

Echolokacja jest w zasadzie dość prosta. Nietoperz wydaje dźwięk, który odbija się od obiektów w swoim otoczeniu, a następnie wraca do jego uszu. W przypadku bardziej odległych obiektów powrót dźwięku trwa dłużej, zapewniając poczucie względnej odległości.

Ale nietoperze mogą również używać echolokacji do identyfikowania zdobyczy w trakcie lotu lub wybierania miejsca, w którym mogą wylądować. W tym celu muszą mieć poczucie absolutnego dystansu. Nie wystarczy wiedzieć, że gałąź, na której chcesz wylądować, jest bliżej niż dom za nią; musisz wiedzieć, kiedy rozpocząć złożone ruchy związane z chwytaniem gałęzi, w przeciwnym razie możesz na nią wpaść lub całkowicie zatrzymać się w powietrzu.

Najprostszym sposobem na uzyskanie bezwzględnej odległości jest wyczucie prędkości dźwięku. Dzięki temu opóźnienie między wokalizacją a echem powrotnym zapewni bezwzględną odległość.

Ale jak sprawdzić, czy nietoperze mają poczucie prędkości dźwięku?

Eran Amichai i Yossi Yovel z Uniwersytetu w Tel Awiwie zdecydowali, że istnieje prosta metoda: zmiana prędkości dźwięku. Jednym z czynników wpływających na prędkość dźwięku jest gęstość powietrza. Jest też prosty sposób na zmianę gęstości powietrza: dodaj do niego gazy lżejsze od powietrza. W tym przypadku autorzy wybrali hel i wychowali grupę nietoperzy w atmosferze, która miała w sobie wystarczająco dużo helu, aby zwiększyć prędkość dźwięku o 15 procent.

To, czy nietoperze hodowane w tym środowisku brzmiały zabawnie, niestety nie zostało przetestowane.

Większa prędkość dźwięku oznaczałaby, że odbite echa szybciej wracałyby do nietoperza. To z kolei oznaczałoby, że obiekt, który tworzy te echa, byłby postrzegany jako bliższy niż jest w rzeczywistości. Więc gdybyśmy mogli w jakiś sposób dowiedzieć się, jak blisko nietoperz postrzegał obiekt, moglibyśmy uzyskać miarę jego zrozumienia prędkości dźwięku.

Na szczęście gatunek nietoperza użyty w tych eksperymentach zmienia swoje dźwięki echolokacyjne, gdy zbliża się do obiektu. Śledząc odgłosy wydawane przez nietoperze, gdy zbliżają się do obiektu, możemy zorientować się, jak blisko są do niego.

Aby to zrobić eksperymentalnie, naukowcy hodowali nietoperze w zagrodzie ze stacją karmienia w określonej odległości, przy czym jedna grupa była hodowana w normalnym powietrzu, a druga w powietrzu bogatym w hel. Następnie zamienili atmosferę na dwie grupy. W przypadku nietoperzy, które były wychowywane za pomocą helu, mniejsza prędkość normalnego powietrza powodowałaby, że echa docierałyby dłużej, a stacja karmienia wydawałaby się bardziej odległa. Odwrotna sytuacja dotyczyłaby nietoperzy wychowanych w normalnym powietrzu.

Jak się okazuje, obie grupy nietoperzy zachowywały się tak samo. Postrzegali platformę jako znajdującą się bliżej w powietrzu bogatym w hel, a dalej w powietrzu normalnym. Nie ma więc znaczenia, czego nietoperze nauczyły się ze środowiska, w którym dorastały; ich postrzeganie prędkości dźwięku było identyczne. Sugeruje to, że nietoperze mają wrodzoną percepcję.

To trochę zaskakujące, biorąc pod uwagę, że nietoperze doświadczają zmian pogody i wysokości, które również mogą zmieniać prędkość dźwięku, często o ponad 5 procent. Może więc wydawać się korzystna możliwość dostosowania echolokacji do warunków. Ale Amichai i Yovel umieścili dojrzałe nietoperze w środowisku helowym na kilka tygodni i nie znaleźli żadnych wskazówek, by mogli zmienić swoje postrzeganie tego, gdzie znajduje się stacja karmienia. Było to prawdą nawet w atmosferze zawierającej 27 procent helu. W ten sposób wiedza nietoperzy na temat prędkości dźwięku wydaje się być zablokowana.

Czy to ma znaczenie?

Trudno powiedzieć. Nietoperze biorące udział w eksperymencie często nie lądowały prawidłowo, ale mogło to być spowodowane różnicami w sile aerodynamicznej wywołanej zmianami ciśnienia. W przeciwieństwie do echolokacji, nietoperze rzeczywiście wydawały się wprowadzać tutaj poprawki, przesuwając skrzydła pod większym kątem, aby zrekompensować brak siły nośnej.

W każdym razie kłopoty z lataniem nie wpłynęły na postrzeganie odległości przez nietoperze. Nietoperze często zaczynały echolokację przed startem; Dało to wskazówkę, jak daleko nietoperze sądziły, że znajduje się stacja karmienia.

Tak więc, mimo że bardziej dokładne postrzeganie odległości w różnych warunkach może być korzystne, wydaje się, że nietoperze nie wykształciły zdolności do dostosowywania swojej percepcji. Może to być spowodowane tym, że przewaga nie jest wystarczająco duża, aby coś zmienić. Można to też zrównoważyć konkurencyjnymi zaletami, takimi jak zdolność stosunkowo dokładnego postrzegania odległości bez konieczności uczenia się, co może mieć duże znaczenie w pierwszych kilku lotach zwierząt.

###

irme.pl / ars TECHNICA