Aku melihatmu: taktik topeng kelelawar

Di dunia margasatwa, pemburu dan mangsa terus-menerus bermain mengejar, baik secara harfiah maupun kiasan. Layak bagi pemburu untuk mengembangkan keterampilan baru melalui evolusi atau metode lain, karena mangsa beradaptasi dengan mereka, agar tidak dimakan. Ini adalah permainan poker tanpa akhir dengan peningkatan taruhan yang konstan, pemenang yang menerima hadiah paling berharga - seumur hidup. Baru-baru ini, kami telah memeriksa mekanisme melindungi ngengat dari kelelawar , yang didasarkan pada generasi interferensi ultrasonik. Di antara serangga, yang merupakan kelezatan untuk sonar bersayap, menutupi sinyal ultrasonik mereka adalah keterampilan yang vital. Namun, kelelawar tidak ingin tetap lapar, karena mereka memiliki keahlian yang memungkinkan mereka untuk melihat mangsa meskipun menyamar. Bagaimana tepatnya kelelawar cosplay Sauron, seberapa efektif taktik berburu mereka dan bagaimana daun tanaman membantu mereka dalam hal ini? Kami belajar tentang ini dari laporan kelompok penelitian. Ayo pergi.

Dasar studi

Kelelawar selalu membangkitkan berbagai macam perasaan pada manusia: dari rasa ingin tahu dan hormat hingga ketakutan dan jijik. Dan ini bisa dimengerti, karena di satu sisi, makhluk-makhluk ini adalah pemburu hebat yang hanya menggunakan pendengaran dalam perburuan mereka, dan di sisi lain, makhluk malam mengerikan yang memanjat rambut mereka dan berusaha untuk menggigit semua orang (ini, tentu saja, mitos yang dihasilkan oleh ketakutan manusia) . Sulit untuk mencintai binatang, yang dalam budaya populer dikaitkan dengan Dracula dan Chupacabra.


Hei, aku benar-benar tak kenal takut.

Tetapi para ilmuwan adalah orang-orang yang tidak memihak, mereka tidak peduli tentang penampilan Anda dan apa yang Anda makan. Anda adalah kelinci berbulu atau kelelawar, mereka akan senang melakukan beberapa percobaan pada Anda, dan kemudian juga pembedahan otak Anda untuk menyelesaikan gambar. Oke, kita tinggalkan humor hitam (dengan kebenaran) dan lanjutkan ke intinya.

Seperti yang sudah kita ketahui, alat utama kelelawar saat berburu adalah pendengaran mereka. Tikus aktif di malam hari, karena lebih sedikit pesaing / bahaya dan lebih banyak mangsa. Dengan memancarkan gelombang ultrasonik, kelelawar mengambil semua sinyal balik yang memantul dari objek di sekitarnya, termasuk mangsa potensial.

Memang keren untuk memancarkan noise ultrasonik, tetapi tidak semua pelamar untuk posisi makan malam kelelawar memiliki bakat seperti itu. Tetapi bahkan serangga yang tidak menyebar pun dapat menyembunyikan lokasinya. Untuk melakukan ini, mereka perlu bergabung dengan lingkungan, tetapi bukan sebagai Predator dari film dengan nama yang sama, karena kita berbicara tentang suara. Hutan malam penuh dengan suara dari berbagai sumber, yang sebagian adalah kebisingan latar belakang. Jika serangga duduk, misalnya, pada daun yang tidak bergerak, artinya, sebagian besar kemungkinan tersesat dalam kebisingan latar belakang ini dan bertahan hingga pagi hari.

Mengingat hal ini, banyak ilmuwan percaya bahwa mangsa kelelawar seperti itu tidak mungkin tercapai, tetapi ini tidak sepenuhnya benar. Beberapa spesies kelelawar masih mampu memecahkan teka-teki serangga "tak terlihat" dan berhasil menangkapnya. Pertanyaannya tetap - bagaimana? Untuk menjawab pertanyaan ini, para ilmuwan dari Smithsonian Institute for Tropical Research menggunakan sensor biomimetik yang merekam setiap fluktuasi gema dari serangga yang duduk dengan tenang di atas daun (mis. Bersembunyi). Selanjutnya, para ilmuwan menghitung jalur serangan yang ideal, yaitu jalur terbang dan sudut tangkapan untuk kelelawar, yang dapat membantu memintas kamuflase. Kemudian mereka memeriksa perhitungan dan teori mereka dalam praktik, mengamati kelelawar menyerang mangsa yang disamarkan. Sangat mengherankan bahwa dedaunan tempat serangga duduk dengan sembrono berfungsi sebagai alat untuk menangkap mereka.


Bukankah dia cantik?

Peran subyek dalam penelitian ini dimainkan oleh 4 jantan dari spesies Micronycteris microtis (kelelawar besar), yang ditangkap di habitat alami mereka di pulau Barro Colorado (Panama). Selama percobaan, kandang khusus (1,40 × 1,00 × 0,80 m) digunakan, terletak di hutan di pulau itu. Para ilmuwan telah mencatat data tentang penerbangan individu yang ditempatkan di dalam kandang ini. Malam berikutnya setelah penangkapan, percobaan yang sebenarnya dimulai. Satu individu ditempatkan di kandang, yang seharusnya menemukan dan menangkap "mangsa bertopeng". Dengan satu individu, tidak lebih dari 16 jam percobaan dilakukan (2 malam selama 8 jam) untuk meminimalkan efek memori spasial dan stres bagi hewan. Setelah percobaan, semua kelelawar dilepaskan di tempat yang sama tempat mereka ditangkap.

Para peneliti memiliki dua teori utama untuk menjelaskan bagaimana mangsa kelelawar pada mangsa tersamar: teori bayangan akustik dan teori cermin akustik.

Efek "bayangan akustik" terjadi ketika sebuah objek pada permukaan lembaran menghilangkan energi gema, sehingga mengurangi kekuatan gema dari permukaan lembaran. Untuk memaksimalkan bayangan akustik objek, kelelawar harus mendekati langsung di depan dengan arah tegak lurus ke permukaan latar belakang ( 1A ).


Gambar No. 1

Dalam kasus cermin akustik, kelelawar hutan bertindak seperti saudara trawl mereka, yang menangkap mangsa dari permukaan reservoir. Sinyal ekolokasi yang dipancarkan pada sudut rendah ke permukaan air tercermin dari kelelawar berburu. Tapi gema dari mangsa yang mungkin tercermin kembali ke kelelawar ( 1B ).

Para peneliti menyarankan bahwa daun bertindak seperti permukaan air, yaitu bertindak sebagai reflektor sinyal ( 1C ). Tetapi untuk efek cermin penuh, diperlukan sudut serangan tertentu.

Sesuai dengan teori bayangan akustik, kelelawar harus menyerang mangsa dari arah depan, sehingga untuk berbicara, di dahi, karena dalam hal ini bayangan akan menjadi yang terkuat. Jika cermin akustik digunakan, maka serangan harus dilakukan pada sudut maksimum. Untuk menentukan sudut serangan mana yang optimal, para ilmuwan melakukan pengukuran akustik pada sudut yang berbeda relatif terhadap lembaran.

Setelah perhitungan dan verifikasi teori selesai, tes perilaku dilakukan dengan partisipasi kelelawar hidup dan perbandingan hasil pengamatan dengan hasil pemodelan teoritis.

Hasil perhitungan dan pengamatan

Gambar No. 2

Pertama-tama, model akustik (kubah) lembaran dibuat dengan dan tanpa ekstraksi, dengan menggabungkan semua sinyal gema pada berbagai sudut serangan menjadi satu gambar. Akibatnya, 541 posisi diperoleh pada 9 jalur setengah lingkaran di sekitar lembar ( 2A ).

Untuk setiap titik, kerapatan daya spektral * dan ukuran akustik * (TS - kekuatan target) dari target (mis., Intensitas gema) dihitung untuk 5 rentang frekuensi yang berbeda, yang kira-kira sesuai dengan komponen harmonik dari sinyal kelelawar keluar ( 2B ).

Kerapatan spektral daya * - fungsi distribusi daya sinyal tergantung pada frekuensi.

Ukuran akustik * (atau daya akustik target) adalah ukuran area objek dalam hal respons sinyal akustik.

Gambar 2C menunjukkan hasil dari sudut serangan yang diturunkan, yang merupakan sudut antara relatif normal terhadap permukaan lembaran di pusat produksi dan posisi sumber sinyal, mis. kelelawar.


Gambar No. 3

Pengamatan menunjukkan bahwa kedua jenis lembaran (dengan dan tanpa ekstraksi) di semua rentang frekuensi menunjukkan ukuran akustik terbesar pada sudut <30 ° (bagian tengah grafik 3A dan 3B ) dan ukuran akustik yang lebih kecil pada sudut ≥ 30 ° (bagian luar grafik pada 3A dan 3B ).

Gambar 3A menegaskan bahwa lembaran tersebut benar-benar bertindak sebagai cermin akustik, yaitu, pada sudut <30 ° gema cermin yang kuat dihasilkan, dan pada ≥ 30 ° gema tercermin dari sumber suara.

Perbandingan lembaran dengan produksi di atasnya ( 3A ) dan tanpa produksi ( 3B ) menunjukkan bahwa kehadiran produksi meningkatkan ukuran akustik target pada sudut ≥ 30 °. Dalam kasus ini, efek eko-akustik produksi pada lembaran paling baik dilihat ketika membangun TS yang disebabkan oleh produksi, yaitu. perbedaan TS antara lembaran dengan dan tanpa produksi ( 3C ).

Perlu juga dicatat bahwa peningkatan ukuran akustik target pada sudut ≥ 30 ° diamati hanya dalam kasus frekuensi tinggi, pada frekuensi rendah tidak ada efek tambahan sama sekali.

Perhitungan di atas memungkinkan untuk secara teoritis menentukan kisaran sudut serangan dalam kasus teori refleksi specular - 42 ° ... 78 °. Dalam kisaran ini, peningkatan yang sama dalam ukuran target akustik diamati dari 6 hingga 10 dB pada frekuensi yang lebih tinggi (> 87 kHz), yang konsisten dengan data akustik kelelawar M. microtis.

Metode perburuan yang serupa (pada sudut tertentu) memungkinkan predator untuk dengan cepat menentukan ada / tidaknya mangsa pada daun: gema frekuensi rendah dan lemah - daun kosong, kuat dan gema broadband - ada enak di daun.

Jika kita mempertimbangkan teori bayangan akustik, maka sudut serangan harus kurang dari 30. Dalam hal ini, menurut perhitungan, gangguan antara gema lembaran dan produksi adalah maksimum, yang mengarah pada penurunan TS dibandingkan dengan gema lembaran tanpa produksi, yaitu. ini mengarah ke bayangan akustik.

Setelah perhitungan selesai, mari kita beralih ke pengamatan.

Selama pengamatan, berbagai serangga dari makanan kelelawar yang terletak di daun buatan digunakan sebagai mangsa. Dengan menggunakan dua kamera kecepatan tinggi dan mikrofon ultrasonik, rekaman perilaku kelelawar saat mendekati mangsa pun dibuat. Dari catatan yang diperoleh, 33 jalur terbang kelelawar yang mendekati dan mendarat di mangsa diciptakan kembali.


Seekor kelelawar menyerang mangsa.

Jalur penerbangan didasarkan pada posisi lubang hidung kelelawar selama setiap frame selama transmisi sinyal mereka.

Seperti yang diharapkan, pengamatan menunjukkan bahwa kelelawar mendekati mangsanya secara miring.


Gambar No. 4

Gambar 4A menunjukkan peta tiga dimensi dari lintasan serangan pada mangsa. Juga ditemukan bahwa distribusi sudut serangan sesuai dengan kurva ukuran akustik untuk frekuensi yang lebih tinggi ( 4V ).

Semua subjek menyerang target pada sudut <30 ° dan jelas menghindari lebih banyak arah frontal. Dari semua sudut serangan yang diamati selama percobaan, 79,9% berada dalam kisaran optimal yang diperkirakan 42 ° ... 78 °. Lebih tepatnya, 44,5% dari semua sudut berada di kisaran 60 ° ... 72 °.


Serangan mangsa miring dan spektogram sinyal akustik yang dipancarkan.

Pengamatan lain adalah fakta bahwa kelelawar tidak pernah menyerang mangsa dari atas, seperti yang disarankan peneliti lain.

Untuk seorang kenalan yang lebih mendetail dengan nuansa penelitian ini, saya sarankan Anda melihat laporan para ilmuwan dan bahan tambahan untuk itu.

Epilog

Penggunaan ekolokasi sebagai alat utama, dan terkadang satu-satunya, berburu sudah merupakan fenomena yang sangat unik dan menakjubkan. Namun, kelelawar tidak berhenti memukau, menunjukkan taktik serangan yang jauh lebih kompleks daripada yang diperkirakan sebelumnya. Menemukan dan menangkap mangsa yang tidak bersembunyi tidaklah sulit, tetapi menemukan dan menangkap seekor serangga yang berusaha bersembunyi di latar belakang suara akustik membutuhkan pendekatan yang berbeda. Pada kelelawar, pendekatan ini disebut bayangan akustik dan cermin akustik. Saat terbang ke daun pada sudut tertentu, kelelawar langsung menentukan ada tidaknya mangsa yang mungkin. Dan jika ada, maka makan malam dijamin.

Studi ini, menurut penulisnya, dapat mengarahkan komunitas ilmiah ke penemuan-penemuan baru dalam akustik dan ekolokasi baik secara umum maupun di antara dunia hewan. Bagaimanapun, mempelajari sesuatu yang baru tentang dunia yang mengelilingi Anda, dan tentang makhluk yang hidup di dalamnya, tidak pernah menjadi hal yang buruk.



Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda, diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami temukan untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?