Nahkhiired on intuitiivsed füüsikud, kes saavad instinktiivselt aru heli liikumisest ruumis. Nad mitte ainult ei kuula oma keskkonda innukalt, vaid saadavad ka ultrahelihelistusi, et aidata neil saaki lokaliseerida; piiksu tagasi tulemiseks kuluv aeg korreleerub objekti kaugusega. See tähelepanuväärne heli kasutamine muudab nahkhiired „täiuslikuks süsteemiks” sellistele teadlastele nagu Johns Hopkinsi ülikooli neuroteadlane Melville Wohlgemuth kuulmist uurima.
Seotud sisu
- Kuidas aitas surmavalt viljaliha sööv seen nahkhiired taas armsaks muuta
- See ehholokeeruv ühiselamu võiks paljastada ühe looduse lahedama suurriigi päritolu
- Siit saate teada, kuidas nahkhiirte ehholokatsioon kõlab, aeglustus
- Need nahkhiired kasutavad sonari konkurentide signaalide summutamiseks
Nii et kui Wohlgemuth märkas, et tema labori nahkhiired teevad midagi imelikku, teadis ta, et sellel peab olema eesmärk. Täpsemalt, tema nahkhiired nokasid pead ja vehkisid kõrvu imetlusväärsel viisil, mis pani ta mõtlema oma koduse lemmiklooma Willie Nelsoni peale. Erinevalt Willie Nelsonist teadis aga Wohlgemuth, et nahkhiired ei saaks lihtsalt õhtusöögi saamiseks proovida armsad välja näha. Mida nad siis tegid?
Selle teadasaamiseks pidi ta kavandama sama keeruka eksperimendi nagu nahkhiirte helisüsteem - selline, mis nõudis muudetavaid nahkhiired, videomängukaameraid ja mõnda üsna ebaõnne söögirohtu. “Päris jahmatav, ” kirjeldab Wohlgemuthi uurimistöö disaini kuulmise evolutsioonile spetsialiseerunud Toledo ülikooli psühholoog Rickye Heffner. "See on peaaegu kogu turniiri demonstratsioon, kuidas see kõik töötab."
Esiteks pidi katse toimuma täielikus pimeduses, tagamaks, et nahkhiired tuginesid ainult ehholokatsioonile. (Vastupidiselt levinud arvamusele pole nahkhiired pimedad - neil on lihtsalt halvem nägemine.) Wohlgemuth ja tema kolleegid kasutasid iga peent liikumist filmimiseks infrapuna-liikumisloomega kaameraid - samamoodi, mida mängijad kasutavad - ilma kiuslikku nähtavat valgust lisamata. Samal ajal salvestasid ultrahelimikrofonid nende kõrge kõla.
Järgmisena pidi ta saama sassis asjad, et paigal istuda. Pärast mitmete räpaste Bethesda pööningute seast kümnete suurte pruunide nahkhiirte kogumist hakkas ta neid treenima, et nad istuksid kannatlikult platvormil, kuni õhtusöök neile järele jõudis. Kõik nahkhiired ei vastanud nõuetele, kuid kahe nädala pärast muutusid paljud tema ümber tõeliselt jahedaks. See aitas kaasa sellele, et ta premeeris nende pingutusi mahlase, Pavlovi stiilis juurimisega. “Olen nahkhiirte treenimisel palju parem kui koerte koolitamine, ” ütleb ta.
Lõpuks arendas Wohlgemuth õngejada ja rihmaratta süsteemi, et anda söödaussid oma nahkhiirtele. Katse läbiviimisel leidis ta, et mida järsemalt putukad liikusid, seda enam nahkhiired kokkasid ja vehkisid kõrvu, püüdes oma saagiks lokaliseerida. "Kui sihtmärk jõudis lähemale, liikusid kõrvad üksteisest kaugemale ja kui sihtmärk oli kaugemal, liikusid kõrvad üksteisele lähemale, " ütleb Wohlgemuthi laborit juhtiv ja paberi kaasautor neuroteadlane Cindy Moss.
Kassid, koerad ja isegi inimesed pööravad oma kõrvu, et heli suunas orienteeruda. Kuid see oli natuke keerukam. Kiirustades oma kõrvu vahetult pärast säutsumist, jälgisid nahkhiired väikest sageduse muutust - mõelge mööduva auto helisignaalile - kui söögirohud liikusid ühes või teises suunas. Iga liigutusega tegi nahkhiir uue "hetktõmmise" heli, sidudes need kokku, et luua panoraamfoto akustiline versioon.
"Kõrva liikumine on nagu erinevate vaadete saamine ühe ja sama heli jaoks, " ütleb Wohlgemuth, kes teatas oma leidudest Mossiga septembris ajakirjas PLOS Biology .
Uuring on esimene, milles kirjeldatakse, kuidas need nahkhiired muudavad ehholokatsiooni signaalid liikuva saaklooma 3D-kujutiseks ja võiksid anda inseneridele praktilisi näpunäiteid. Wohlgemuth peab kõnelusi Marylandi ülikooli teadlastega, kes loodavad kavandada pimedate jaoks nutika suhkruroo, mis kuuleb takistust enne, kui nad sinna jõuavad. Ta teeb koostööd ka Taanis asuvate inseneridega, kes tahavad välja töötada mikrofonimassiividega monteeritud kõrvataguse drooni.
Vähem praktiliselt võib selline uurimine aidata vastata filosoof Thomas Nageli ajatule küsimusele: mis tunne on olla nahkhiir? Lõppude lõpuks, ütleb Moss, "peegeldab kõik, mida me nende käitumises näeme, midagi ajus toimuvat".
Telli Smithsoniani ajakiri nüüd kõigest 12 dollariga
See artikkel on valik ajakirja Smithsonian novembrinumbrist
Osta
