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不止回声定位!微型传感器揭秘蝙蝠在光亮中靠 “视听协同” 高效捕猎

来源:Jan Zwilling,莱布尼茨动物园和野生动物研究所 2025/9/11

提起蝙蝠,人们总会联想到它们在漆黑夜晚里,靠发射高频超声波、接收反射信号导航的 “回声定位” 绝技。长期以来,科学界也普遍认为,蝙蝠的视觉仅能感知微弱光线,不足以支撑精准捕猎,完全依赖听觉完成夜间捕食。但近日,一项借助微型传感器开展的研究颠覆了这一认知 —— 来自丹麦奥胡斯大学和德国莱布尼茨动物园与野生动物研究所的团队发现,普通夜蝠(Nyctalus noctula)在有光环境下捕猎时,会巧妙结合视觉与听觉,不仅减少了回声定位的使用频率,还将捕猎速度提升了 50%,展现出远超预期的感官灵活性。该研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。


为了近距离观察蝙蝠的捕猎行为,研究团队为 21 只普通夜蝠配备了 “微型传感套件”—— 这套设备集成了光传感器、超声波记录仪和运动追踪器,体积小巧到不会影响蝙蝠的正常飞行,却能高精度捕捉关键数据:环境的亮度变化、蝙蝠发射的超声波频率与间隔、翅膀拍打的力度和频率,以及飞行速度。通过分析这些数据,科学家得以清晰对比蝙蝠在 “通勤”(在栖息地与捕猎区之间移动)和 “捕猎” 两种行为中,对不同光环境的适应策略。


实验结果显示,蝙蝠的行为差异极具针对性:在 “通勤” 状态下,无论环境亮度如何变化,它们的回声定位模式和飞行节奏都保持稳定,似乎仅需固定的感官策略就能完成长距离移动;但进入 “捕猎” 状态后,光环境的影响立刻显现。在有光(如黄昏、人工弱光)的环境中,普通夜蝠发射超声波的频率比黑暗环境减少了一半,同时,这些超声波的音量却提高了 7 分贝;更令人意外的是,它们的捕猎速度从黑暗中的平均 5.2 米 / 秒,提升到了光亮环境下的 7.9 米 / 秒 —— 相当于快了近 50%,且捕捉猎物的成功率丝毫没有下降。


“蝙蝠在有光时减少声学追踪,并非放弃精准定位,而是用视觉信息填补了空缺。” 研究第一作者、现任职于奥胡斯大学的劳拉・斯蒂德肖尔特(Laura Stidsholt)解释道。原来,普通夜蝠虽为夜行性动物,却保留了感知人类可见光谱的视觉能力。在有光环境下,它们的眼睛能捕捉到昆虫的移动轨迹,无需频繁发射超声波就能锁定目标;而提高超声波音量,则是为了在需要时快速确认猎物位置,避免因视觉判断偏差错失机会。与此同时,蝙蝠还会通过更有力的翅膀拍打调整飞行姿态,以更快速度接近正在逃跑的昆虫 —— 这种 “视觉找目标、听觉补细节、运动提效率” 的协同模式,让它们在光亮中成为更高效的捕猎者。


这一发现直接挑战了此前 “蝙蝠黄昏视觉不足以支撑精准捕猎” 的传统观点。莱布尼茨研究所进化生态学部门负责人克里斯蒂安・福格特(Christian Voigt)指出:“普通夜蝠在黄昏时分异常活跃,正是因为此时的光线强度最适合它们结合回声定位与视觉 —— 这是我们首次直接证明,蝙蝠会在毫秒级的捕猎互动中,整合两种感官信息捕捉猎物。” 这种感官灵活性不仅体现了蝙蝠对环境的超强适应能力,也为动物行为学研究提供了新视角:许多夜行性动物的感官系统,或许比人类想象的更复杂、更多元。


从技术层面看,微型传感器的应用成为此次研究的关键。过去,科学家观察蝙蝠捕猎多依赖远距离观测或实验室模拟,难以精准记录野外环境下的实时行为;而这套 “迷你设备” 如同给蝙蝠装上了 “数据记录仪”,让高分辨率的感官与运动数据得以捕捉,才揭开了 “视听协同” 的秘密。未来,类似的微型传感技术或许还能用于研究其他夜行性动物(如猫头鹰、夜鹰)的感官策略,进一步丰富人类对动物适应黑暗环境机制的认知。


对于普通夜蝠而言,“视听结合” 的捕猎方式不仅提升了效率,更可能是一种 “节能策略”—— 减少超声波发射意味着降低能量消耗,尤其在食物资源有限的季节,这种适应能力能帮助它们更好地生存。而对人类来说,这项研究的意义不止于了解蝙蝠:它提示我们,生物的感官系统往往存在 “隐藏技能”,这些经过自然选择打磨的协同策略,或许还能为仿生技术提供灵感,比如设计更灵活的导航机器人,或研发适应复杂环境的多传感器设备。


当蝙蝠在黄昏的天空中轻盈穿梭,它们不仅在捕捉昆虫,更在演绎着一场感官协同的精妙 “舞蹈”。这项研究让我们看到,即便是被认为 “依赖单一感官” 的动物,也能在自然选择中演化出多元的适应策略 —— 而探索这些隐藏的智慧,正是生命科学研究最迷人的地方。




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