Οι νυχτερίδες είναι διαισθητικοί φυσικοί, κατανοώντας ενστικτωδώς τον τρόπο με τον οποίο ο ήχος κινείται μέσα στο διάστημα. Όχι μόνο ακούνε με ακρίβεια το περιβάλλον τους, αλλά στέλνουν επίσης τσιμπήματα υπερήχων για να τους βοηθήσουν να εντοπίσουν τη λεία τους. ο χρόνος που χρειάζεται για να ξαναγυρίσει συσχετίζεται με την απόσταση του αντικειμένου. Αυτή η αξιοσημείωτη χρήση του ήχου κάνει τις νυχτερίδες "το τέλειο σύστημα" για τους ερευνητές όπως ο Melville Wohlgemuth, νευροεπιστήμονας στο πανεπιστήμιο Johns Hopkins, για να μελετήσει την ακοή.
σχετικό περιεχόμενο
- Πώς ένα θανάσιμο μύκητα που τρώει σάρκα βοήθησε να κάνουμε τις νυχτερίδες χαριτωμένες και πάλι
- Αυτή η θυελλώδης κοιλότητα θα μπορούσε να αποκαλύψει την προέλευση μιας από τις ψυχρότερες υπερδυνάμεις της φύσης
- Εδώ είναι αυτό που η Echolocation του Bat Echoes, επιβραδύνεται
- Αυτές οι Νυχτερίδες χρησιμοποιούν το Sonar για να μπλοκάρουν τα σήματα των αντιπάλων τους
Έτσι, όταν ο Wohlgemuth παρατήρησε ότι οι νυχτερίδες στο εργαστήριό του έκαναν κάτι περίεργο, ήξερε ότι έπρεπε να έχει κάποιο σκοπό. Συγκεκριμένα, οι νυχτερίδες του έσπρωναν τα κεφάλια τους και τα κουνούσαν τα αυτιά τους με αξιολάτρευτο τρόπο που τον έκαναν να σκεφτεί το κατοικίδιο ζώο του, το σκύλο του, τον Willie Nelson. Αντίθετα με τον Willie Nelson, ωστόσο, ο Wohlgemuth ήξερε ότι οι νυχτερίδες δεν θα μπορούσαν απλώς να προσπαθούν να φαίνονται χαριτωμένοι για να πάρουν το δείπνο τους. Τι έκαναν λοιπόν;
Για να ανακαλύψει, έπρεπε να σχεδιάσει ένα πείραμα τόσο περίπλοκο όσο το ηχητικό σύστημα ενός νυχτερίδιου - αυτό που απαιτούσε επιδέξιους νυχτερίδες, κάμερες βιντεοπαιχνιδιών και κάποιες μάλλον άτυχους γευστικούς σκώληκες. "Αρκετά εκπληκτικό", είναι ο Rickye Heffner, ψυχολόγος στο Πανεπιστήμιο του Toledo, ο οποίος ειδικεύεται στην εξέλιξη της ακοής, περιγράφει το σχεδιασμό έρευνας του Wohlgemuth. «Είναι σχεδόν μια επίδειξη περιοδείας για το πώς λειτουργεί όλο».
Πρώτον, το πείραμα έπρεπε να πραγματοποιηθεί σε απόλυτο σκοτάδι για να διασφαλιστεί ότι οι νυχτερίδες στηρίχθηκαν μόνο στην echolocation. (Αντίθετα με τις δημοφιλείς πεποιθήσεις, οι νυχτερίδες δεν είναι τυφλοί - απλώς τείνουν να έχουν φτωχότερη όραση.) Οι Wohlgemuth και οι συνεργάτες τους χρησιμοποίησαν κάμερες υπέρυθρης λήψης κίνησης - το ίδιο είδος παιγνίων που χρησιμοποιούν - για να φιλτράρουν κάθε λεπτή κίνηση χωρίς να προσθέτουν ενοχλητικό ορατό φως. Εν τω μεταξύ, τα υπερηχητικά μικρόφωνα κατέγραψαν τα υψηλά χτυπά τους.
Έπειτα, έπρεπε να πάρει τα δαιδαλώδη πράγματα να κάθονται ακίνητα. Μετά τη συγκέντρωση δεκάδων μεγάλων καφέ νυχιών από μια σειρά από βρώμικες Bethesda σοφίτες, άρχισε να τους εκπαιδεύει να κάθονται υπομονετικά σε μια πλατφόρμα ενώ το δείπνο ήρθε σε αυτούς. Δεν συνέβησαν όλες οι νυχτερίδες, αλλά μετά από δύο εβδομάδες, πολλοί έγιναν "πραγματικά κρύοι" γύρω από αυτόν. Βοήθησε να ανταμείψει τις προσπάθειές τους με ένα ζουμερό γκρουμπ, το παβουλιανό στυλ. "Είμαι πολύ καλύτερα στην κατάρτιση νυχτερίδες από ό, τι είμαι σε σκυλιά κατάρτισης", λέει.
Τέλος, ο Wohlgemuth ανέπτυξε σύστημα ψαρέματος και τροχαλίας για να παραδώσει γόνους στους νυχτερίδες του. Όταν έτρεξε το πείραμα, διαπίστωσε ότι όσο πιο έντονα τα έντομα κινήθηκαν, τόσο οι νυχτερίδες έσπρωξαν και τσακίωσαν τα αυτιά τους σε μια προσπάθεια να εντοπίσουν το θήραμά τους. "Όταν ο στόχος έφτασε πιο κοντά, τα αυτιά απομακρύνθηκαν, και όταν ο στόχος ήταν πιο μακριά, τα αυτιά πλησίασαν πιο κοντά», λέει ο Cindy Moss, ένας νευροεπιστήμονας που τρέχει το εργαστήριο του Wohlgemuth και συν-συγγραφέας του χαρτιού.
Οι γάτες, τα σκυλιά και ακόμη και οι άνθρωποι στρέφουν τα αυτιά τους για να προσανατολιστούν προς τον ήχο. Αλλά αυτό ήταν λίγο πιο εξελιγμένο. Με το ταραγμένο κτύπημα των αυτιών τους λίγο μετά το τσίμπημα, οι νυχτερίδες παρακολουθούσαν τη μικροσκοπική αλλαγή της συχνότητας - πιστεύουν ότι ο ήχος ενός αυτοκινήτου επιταχύνει το παρελθόν -όπως τα γεύματα σφαγής κινούνταν προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση. Με κάθε κίνηση, η νυχτερίδα έβγαλε ένα άλλο "στιγμιότυπο" του ήχου, το έβαζε μαζί για να δημιουργήσει την ακουστική εκδοχή μιας πανοραμικής φωτογραφίας.
"Η κίνηση του αυτιού είναι σαν να έχουμε διαφορετικές προοπτικές στον ίδιο ήχο", λέει ο Wohlgemuth, ο οποίος ανέφερε τα συμπεράσματά του με τον Moss στο περιοδικό PLOS Biology τον Σεπτέμβριο.
Η μελέτη είναι η πρώτη που περιγράφει λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο οι νυχτερίδες μετατρέπουν σήματα επανάληψης σε μια εικόνα 3-D της κινούμενης θήρας και θα μπορούσαν να παρέχουν πρακτικές συμβουλές για τους μηχανικούς. Ο Wohlgemuth βρίσκεται σε συνομιλίες με ερευνητές του Πανεπιστημίου του Maryland, οι οποίοι ελπίζουν να σχεδιάσουν ένα "έξυπνο" ζαχαροκάλαμο για τυφλούς που ακούν ένα εμπόδιο πριν φτάσουν σε αυτό. Συνεργάζεται επίσης με μηχανικούς στη Δανία, που επιθυμούν να αναπτύξουν ένα "eared" drone συναρμολογημένο με συστοιχίες μικροφώνων.
Λιγότερο πρακτικά, αυτό το είδος έρευνας θα μπορούσε να βοηθήσει στην απάντηση στο φιλόσοφο Thomas Nagel's διαχρονική ερώτηση: Ποιο είναι σαν να είναι ένα ρόπαλο; Μετά από όλα, λέει ο Moss, "όλα όσα βλέπουμε στη συμπεριφορά τους αντανακλούν κάτι που συμβαίνει στον εγκέφαλο".
Εγγραφείτε στο περιοδικό Smithsonian τώρα για μόλις $ 12
Αυτό το άρθρο είναι μια επιλογή από το τεύχος Νοεμβρίου του περιοδικού Smithsonian
Αγορά
