这些小蝙蝠如何利用声音地图导航

蝙蝠以其用声音“看”东西的能力而闻名，它们利用回声定位来寻找食物和栖息地。一些蝙蝠还可能构想出一张由它们栖息地的声音组成的地图。这张地图可以帮助它们在 1.8 英里长的距离内导航。这项发现发表在 10 月 31 日发表在《科学》杂志上的一项研究中。

为了导航，回声定位蝙蝠使用局部定向声束。然而，这种回声定位距离短且方向性强，只能在几十英尺内探测到大型物体。虽然人们早就知道蝙蝠会使用回声定位来避免撞到东西并定位自己，但人们对它们在飞行中如何导航知之甚少，因为回声定位在导航方面是有限的。

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在这项研究中，一个国际科学家团队对体重不到一盎司的库氏伏翼蝙蝠（ Pipistrellus kuhlii ）进行了实验。在几个晚上的时间里，该团队追踪了 76 只蝙蝠的栖息地附近。他们将它们重新安置在半径 1.8 英里内的不同地点，但仍在它们的活动范围内。

所有 76 只蝙蝠都安装了名为 ATLAS 的反向 GPS 跟踪系统，该系统可实时跟踪蝙蝠。有些蝙蝠只安装了 ATLAS 系统，而另一些蝙蝠则受到监控，以评估它们的视觉、嗅觉、磁感和回声定位如何影响它们返回栖息地的方式。

仅凭回声定位，95% 的蝙蝠在几分钟内就返回了栖息地。据该团队称，这表明蝙蝠可以仅使用高度定向和相对局部的感知模式进行英里级导航。然而，他们还发现，当无法使用回声定位时，蝙蝠可以利用视觉来改善导航。

“我们惊讶地发现这些蝙蝠也使用视觉，”研究合著者、德国马克斯普朗克动物行为研究所行为生态学家阿雅·戈德斯坦在一份声明中说。“这不是我们所期望的。令人惊讶的是，即使眼睛这么小，它们也能在这种情况下依靠视觉。”

除了实地实验外，该团队还绘制了整个山谷的详细地图。绘制该地图的目的是利用 ATLAS 系统的实时数据直观地展示每只蝙蝠在飞行过程中的经历，并了解它们如何利用声学信息寻找路径。

视频：在一项关于浴池回声定位的研究中，重建了山谷的地图，展示了蝙蝠如何进行回声定位。图片来源：Xing Chen

该模型使用了从实验中获得的数据，并表明蝙蝠倾向于在具有更高“回声熵”的环境特征附近飞行。这些区域为它们提供了更丰富的声音信息，可以补充它们通过回声定位所看到的内容。

“在定位阶段，蝙蝠会进行蜿蜒飞行，在某个时刻，它们会转向朝着目的地飞行，这表明它们已经知道自己在哪里，”戈德斯坦说。“蝙蝠在具有更多声音信息的环境特征附近飞行，并做出导航决策。”

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蝙蝠可以利用这些声音信息来区分环境——树木和道路——并将它们用作声学地标。

研究团队表示，这些实验表明，库氏伏翼鸟仅使用回声定位就能飞行数英尺。当它们拥有视觉时，它们可以通过结合两种感官来增强导航能力。它们还利用这些声学地标来创建返回栖息地的心理地图。