mai 6, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Forskere avler flaggermus i heliumrik luft for å se hvordan de oppfatter lyd

Forskere avler flaggermus i heliumrik luft for å se hvordan de oppfatter lyd

Det er nå godt etablert at flaggermus kan utvikle et mentalt bilde av miljøet sitt ved hjelp av ekkolokalisering. Men vi finner fremdeles ut hva det betyr: hvordan flaggermus tar ekkoet av sine egne vokaliseringer og bruker dem til å finne ut hvor objektene befinner seg.

I en artikkel publisert i dag, gir forskere bevis for at flaggermus deltar i ekkolokalisering delvis fordi de er født med en medfødt følelse av lydens hastighet. Hvordan studerte forskerne dette fenomenet? Ved å heve flaggermus i en heliumrik atmosfære, der luft med lavere tetthet forårsaker en økning i lydhastigheten.

Ekko beliggenhet

Ekkolokalisering er i prinsippet ganske enkel. En flaggermus produserer en lyd som spretter av gjenstander i omgivelsene og deretter går tilbake til flaggermusens ører. For fjernere gjenstander tar det lengre tid å returnere til flaggermusen, noe som gir en følelse av relativ avstand.

Men flaggermus kan bruke ekkolokalisering for å identifisere byttet sitt midt på flyet eller velge et sted å lande. For det må de ha en følelse av absolutt avstand. Det er ikke nok å vite at grenen du vil lande på er nærmere enn huset bak den; du må vite når du skal starte alle de komplekse bevegelsene som er involvert i å holde på grenen, eller du kan kollidere med den eller prøve å stoppe helt i luften.

Den enkleste måten å få en absolutt avstand er å få et inntrykk av lydens hastighet. Med det vil forsinkelsen mellom en vokalisering og returekko gi en absolutt avstand. Men hvordan tester du om flaggermus har noen følelse av lydens hastighet?

Det var Amichai og Yossi Yovel fra universitetet i Tel Aviv bestemte at det var en enkel metode: endre lydhastigheten. En av faktorene som påvirker lydhastigheten er luftens tetthet. Og det er en enkel måte å endre tettheten av luft på: legg til gasser som er lettere enn luft. I dette tilfellet valgte forfatterne helium og hevet en gruppe flaggermus i en atmosfære som hadde nok helium til å øke lydhastigheten med 15 prosent.

(Dessverre ble det ikke testet om flaggermusene som ble reist i dette miljøet, syntes de hørtes morsomme ut eller ikke.)

Avstander målt med flaggermus

En raskere lydhastighet vil bety at de reflekterte ekkoene vil komme tilbake til flaggermusen raskere. Det vil igjen bety at objektet som skaper disse ekkoene, vil bli oppfattet nærmere enn det faktisk er. Så hvis vi på en eller annen måte kunne finne ut hvor nær en flaggermus oppfatter et objekt å være, kan vi få et mål på forståelsen av lydens hastighet.

Heldigvis endrer arten av flaggermus som brukes i disse eksperimentene ekkolokaliseringslyd når den nærmer seg et objekt. Så ved å spore lydene flaggermus lager når de nærmer seg et objekt, kan vi få en ide om hvor nær de tror de er.

For å gjøre dette eksperimentelt, vokste forskerne flaggermusene i et innhegning med en fôringsstasjon på en bestemt avstand, med en gruppe oppdrettet i normal luft og en annen i heliumrik luft. De utvekslet deretter atmosfærene til de to gruppene. For flaggermus som ble hevet på helium, ville den lavere lufthastigheten gjøre at ekkoene tok lengre tid å ankomme, og dermed virker fôringsstasjonen mer fjernt. Det motsatte ville være sant for flaggermus som hadde blitt hevet i normal luft.

Det viser seg at begge grupper av flaggermus oppførte seg likt. De oppfattet at plattformen var nærmere i heliumrik luft og lenger unna i normal luft. Så det spiller ingen rolle hva flaggermus har lært av miljøet de vokste opp i; hans oppfatning av lydens hastighet var identisk. Dette antyder at persepsjon er medfødt til flaggermus.

Ikke stram

Det er litt overraskende gitt at flaggermus opplever endringer i klima og høyde som også kan endre lydhastigheten, ofte med mer enn fem prosent. Derfor kan det virke fordelaktig å kunne justere ekkolokaliseringen etter forholdene. Men Amichai og Yovel plasserte modne flaggermus i heliummiljøet i noen uker og fant ingen indikasjoner på at flaggermusene var i stand til å justere sin oppfatning av hvor fôringsstasjonen var. Dette gjaldt selv i en atmosfære med 27 prosent helium. Derfor ser flaggermusenes kunnskap om lydhastigheten ut til å være blokkert.

Gjør det noe? Det er vanskelig å si. Flaggermusene i eksperimentet landet ofte ikke ordentlig, men det kan skyldes forskjeller i aerodynamisk løft produsert av trykkendringer. I motsetning til ekkolokalisering syntes flaggermusene faktisk å gjøre justeringer her, og beveget vingene i større vinkel for å kompensere for mangelen på løft.

I alle fall påvirket ikke flyproblemene flaggermusens oppfatning av avstand. Flaggermus pleide å begynne ekkolokalisering før de tok av; dette ga en indikasjon på hvor langt flaggermusene trodde fôringsstasjonen var.

Så selv om det kan være fordelaktig å ha en mer nøyaktig oppfatning av avstand under en rekke forhold, ser ikke flaggermus ut til å ha utviklet evnen til å justere sin oppfatning. Det kan være fordi ledelsen ikke er stor nok til å gjøre en forskjell. Eller det kan oppveies av konkurransefortrinn, som evnen til å oppfatte avstand relativt nøyaktig uten å måtte lære, noe som kan utgjøre en stor forskjell på dyrenes første flyreiser.

PNAS, 2021. DOI: 10.1073 / pnas.2024352118 (Om DOI).

READ  'Utrolige' funn viser at det eksisterer orkaner i romplasmaer | Vitenskap og teknologi nyheter