蝙蝠拥有独特的超快吱吱声肌肉,可以发出超快的回声定位叫声

蝙蝠拥有独特的超快吱吱声肌肉,可以发出超快的回声定位叫声

一项新研究表明,唯一能够飞行的哺乳动物也是唯一喉部能以惊人速度弯曲的哺乳动物。当蝙蝠翻滚着向猎物飞去时,它们的鸣叫声会越来越快,回声定位声会达到每秒 160-190 次。研究人员表示,这是因为它们的喉部肌肉每秒可以收缩多达 200 次。

蝙蝠一开始发出的是较短的鸣叫,当它们接近猎物时,它们的频率会逐渐增加,最后会形成一种超快的脉冲,称为“终末嗡嗡声”。观看下面的视频,看看这听起来是什么样的。南丹麦大学的 Coen Elemans 和 John Ratcliffe 开始研究蝙蝠如何发出这种嗡嗡声。他们还想确定嗡嗡声的上限是否取决于蝙蝠能多快听到从猎物身上反射回来的信号,还是因为蝙蝠自己的鸣叫能力。

他们设置了一个装有 12 个麦克风的房间,记录了五种自由飞行的道氏蝙蝠的活动,道氏蝙蝠是一种小型蝙蝠,生活在从英国到日本的林地中。这些蝙蝠捕食悬浮在房间中的粉虫。这些动物的鸣叫频率非常快,研究人员知道它们不可能使用正常的骨骼肌。

他们将蝙蝠的发声肌连接到一个马达和一个力监测器上,并刺激肌肉收缩。研究人员监测了肌肉收缩所需的时间,并确定肌肉能够以高达 180 Hz 的频率收缩和放松,在一种情况下,频率高达 200 Hz。

他们还注意到,单个叫声的回声在下一个叫声开始之前就结束了,所以蝙蝠不会感到困惑。但理论上,蝙蝠可以发出高于 200 Hz 的频率的叫声——最高可达 400 Hz,否则回声干扰会成为问题。为什么它们不这样做呢?超快肌肉的速度有限。

宾夕法尼亚大学艺术与科学学院生物学研究生安德鲁·米德 (Andrew Mead) 表示,肌肉性能可以比作汽车发动机:“它可以调整为高效,也可以调整为强大,这取决于你想要它做什么。”

他在一份声明中表示,蝙蝠会用一些力量来实现快速摆动。“在某种程度上,它就像一台经过调校以达到极高转速的发动机。”

研究人员表示,这些喉部肌肉的收缩速度是人类最快眼部肌肉的 20 倍,是典型骨骼肌的收缩速度的 100 倍左右。

此前,科学家认为这些异常快速的肌肉收缩只存在于响尾蛇和某些鱼类的发声器官中。2008 年,埃勒曼斯在鸣禽中也发现了这种肌肉收缩,现在他又在首只哺乳动物中发现了这种肌肉收缩。这表明这些特殊的肌肉比之前认为的更为常见。

该项研究发表在今天的《科学》杂志上。

科学

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