Flaggermus er intuitive fysikere, og forstår instinktivt hvordan lyden beveger seg gjennom rommet. Ikke bare lytter de sterkt til miljøene sine, men de sender også ut ultralydsignaler for å hjelpe dem med å lokalisere byttedyr; tiden det tar før en kvitring kommer tilbake korrelerer med avstanden til objektet. Denne bemerkelsesverdige bruken av lyd gjør flaggermus “det perfekte system” for forskere som Melville Wohlgemuth, en nevrovitenskapsmann ved Johns Hopkins University, til å studere hørsel.
Relatert innhold
- Hvordan en dødelig kjøtt-spisende sopp hjalp til med å gjøre flaggermus søte igjen
- Dette ekkolokerende sovesalet kunne avsløre opprinnelsen til en av naturens kuleste supermakter
- Her er hva Bat Echolocation høres ut, tregere
- Disse flaggermusene bruker ekkolodd for å jamne signalene til deres rivaler
Så da Wohlgemuth la merke til at flaggermusene i laboratoriet hans gjorde noe rart, visste han at det måtte ha et formål. Spesielt slo flaggermus hodet og vinglet med ørene på en bedårende måte som fikk ham til å tenke på kjæledyret mug hjemme, Willie Nelson. I motsetning til Willie Nelson, visste imidlertid Wohlgemuth at flaggermusene ikke bare kunne prøve å se søte ut for å få kveldsmat. Så hva gjorde de?
For å finne ut av det, trengte han å designe et eksperiment så intrikat som et flaggermus lydsystem - et som krevde tilgjengelige flaggermus, videospillkameraer og noen ganske uheldige måltidsormer. "Ganske forbløffende", er hvordan Rickye Heffner, en psykolog ved University of Toledo som spesialiserer seg i utviklingen av hørsel, beskriver Wohlgemuths forskningsdesign. "Det er nesten en tour de force-demonstrasjon av hvordan det hele fungerer."
For det første måtte eksperimentet finne sted i total mørke for å sikre at flaggermusene bare stolte på ekkolokalisering. (I motsetning til den vanlige troen, er flaggermus ikke blind - de har bare en dårligere syn.) Wohlgemuth og kolleger brukte infrarøde bevegelseskameraer - samme type spillere bruker - for å filme hver subtile bevegelse uten å legge irriterende synlig lys. I mellomtiden har ultralydmikrofoner spilt inn sine høye tone.
Deretter måtte han få de pynte tingene til å sitte stille. Etter å ha samlet flere titalls store brune flaggermus fra en serie skitne loft fra Bethesda, begynte han å trene dem til å sitte tålmodig på en plattform mens middagen kom til dem. Ikke alle flaggermusene overholdt, men etter to uker ble mange "skikkelig chill" rundt ham. Det hjalp at han belønnet innsatsen deres med en saftig grub, pavlovsk stil. "Jeg er mye bedre på å trene flaggermus enn jeg trener hunder, " sier han.
Til slutt utviklet Wohlgemuth et fiskesnor-og-trinsesystem for å levere mjølmeorm til flaggermusene sine. Da han kjørte eksperimentet, fant han ut at jo mer brått insektene beveget seg, jo mer slo flaggermusene seg og vinglet med ørene i et forsøk på å lokalisere byttet sitt. "Da målet kom nærmere, beveget ørene seg fra hverandre, og da målet var lenger borte, beveget ørene seg nærmere hverandre, " sier Cindy Moss, en nevrovitenskapsmann som driver Wohlgemuths laboratorium og medforfatter av papiret.
Katter, hunder og til og med mennesker svinger ørene for å orientere seg mot lyd. Men dette var litt mer sofistikert. Ved raskt å vingle med ørene rett etter at de kvitret, sporet flaggermus den lille forandringen i frekvens - tenk lyden av en bil som kjørte forbi - da måltidsormene beveget seg i den ene eller den andre retningen. Med hver bevegelse tok flaggermus et nytt “øyeblikksbilde” av lyden, strenget dem sammen for å lage den akustiske versjonen av et panoramafoto.
"Bevegelsen i øret er som å få forskjellige perspektiver på den samme lyden, " sier Wohlgemuth, som rapporterte om sine funn med Moss i tidsskriftet PLOS Biology i september.
Studien er den første til å detaljere hvordan disse flaggermusene gjør ekkolokasjonssignaler til et 3D-bilde av rov som beveger seg og kan gi praktiske tips for ingeniører. Wohlgemuth er i samtaler med forskere ved University of Maryland som håper å utforme en "smart" stokk for blinde som hører et hinder før de når den. Han har også samarbeidet med ingeniører i Danmark som ønsker å utvikle en "eared" drone montert med mikrofonarrayer.
Mindre praktisk kan denne typen forskning bidra til å svare på filosofen Thomas Nagels tidløse spørsmål: Hvordan er det å være et flaggermus? Tross alt, sier Moss, "alt vi ser i deres oppførsel gjenspeiler noe som skjer i hjernen."
Abonner på Smithsonian magasin nå for bare $ 12
Denne artikkelen er et utvalg fra novemberutgaven av Smithsonian magazine
Kjøpe
