驱赶蝙蝠最有效的声波(超声波和次声波的区别)

一提到蝙蝠，人们就不由自主地产生一种脑袋里有病毒和细菌的阴暗而神秘的印象。这不仅是因为在一些影视剧和动漫作品中，蝙蝠经常扮演“反派”角色，时而吸血，时而伴随黑暗势力。还有，因为它总是白天潜伏，晚上出来，所以人们害怕黑暗的世界。对于很多鸟来说，它们分不清方向，只好在黑夜里停飞/[/k0。

你可能很好奇，到底蝙蝠是怎么在黑暗中自由自在的行走的？它惊人的回声定位系统是如何构建和工作的？如果回声定位系统对蝙蝠如此重要，起着绝对的作用，那么蝙蝠是不是不再需要眼镜了，蝙蝠是不是都是所谓的“盲人”？让我们带着这一系列的问题走进蝙蝠的“神秘世界”。

蝙蝠的回声定位声波

蝙蝠是翼手目的统称，是世界上分布最广、数量最多、进化成功的哺乳动物类群之一。蝙蝠分布于热带到寒带(南极洲和少数岛屿除外)，它们占据了几乎所有可利用的栖息地。蝙蝠是一种非常独特的哺乳动物。蝙蝠在进化过程中，为了避免与其他陆地和海洋哺乳动物竞争而飞向天空空；在空中，回声定位系统的高度进化使它们避免了与鸟类的竞争，占据了独特的生态位——暗夜空。

回声定位是一个复杂和高度进化的过程，它是对动物发出的声波的回声进行分析，并通过这种分析建立其周围环境的声像。在研究蝙蝠的回声定位机制时，研究人员假设了两种回声定位系统——声纳和雷达。这两种系统分别依靠声波和电磁能的产生和传播，通过分析其回波位置来确定远处物体的位置和运动。通过研究发现，翼手目的回声定位声波比雷达更接近声纳，所以它的回声定位是依靠声波而不是电磁能量。

蝙蝠以脉冲形式发射超声波，通过一系列高频短脉冲定位回声。这些脉冲来自嘴或鼻子，分为调频声(FM)、恒频声(cF)和不太严格的恒频声，也称为准恒频声(QCF)。

蝙蝠发出的声波以声波发射点的延长线为轴，以圆锥体的形式三维空传播。当声波碰到环境中的物体时，会以回声的形式返回，但此时声波的性质发生了变化。通过接收和处理回声，蝙蝠不仅可以探测到运动物体的存在、距离、方向和速度，还可以判断目标的大小、形状和结构。蝙蝠也可以利用这些信息来躲避障碍物，同时还可以在飞行或生活中识别和跟踪猎物。

翼手目是哺乳动物中第二大目，物种多样性极其丰富的蝙蝠利用不同的感官模式感知周围环境。例如，湖北蝙蝠科的狗蝙蝠属不使用回声定位，而果蝠属使用舌头敲击来发出短的宽带呼叫。微小蝙蝠亚目蝙蝠都具有回声定位能力，其中蝙蝠科的一些回声定位叫声频带较窄，基频为能量最大的频率；有的是短的、宽带的，基频是能量最大的频率；鞘翅目科发出窄带和多谐波回声定位叫声；假吸血蝠和狗鼻蝠发出的回声定位叫声短、宽频带且具有多重谐波；蹄蝠科和蝠科发出横向叫声，等等。

蝙蝠的视觉

眼睛对动物来说极其重要。动物的求偶、交配、捕食、躲避捕食者等生存行为都依赖于眼睛和视觉。

在哺乳动物视觉的研究中，研究人员根据视网膜视色素的氨基酸序列，将脊椎动物视色素分为五个平行进化的同源群:(1)RHl(视紫红质)；(2)RH2 (rhl样)；(3)短波敏感型1(SWSL)；(4)短波敏感性2型(SWS2)；(5)长波和中波敏感颜料(LWS/MWS)。RHl色素通常在视杆细胞中表达，其他四种视色素通常在视锥细胞中表达。这些颜料的功能由其最大吸收波长(max)决定。到目前为止，人类和其他哺乳动物的基因组中都没有发现RH2和SWS2视蛋白基因，因此人们怀疑这些色素一定是在哺乳动物进化的早期丢失的。

翼手目是一个特殊的类群，占据夜间生态位，包括巴塔亚目和巴塔亚目，利用不同的感觉模式感知周围环境。大狐蝠亚目只包含一个科——狐蝠科。该科的物种缺乏喉部回声定位能力，依靠嗅觉或视觉寻找食物，一般依靠发育良好的眼睛和视觉通路在黄昏时活动。这个家族典型的飞狐有高度发达的视觉系统。但对于小蝙蝠亚目来说，小蝙蝠亚目的蝙蝠眼通常很小，直径通常不到2毫米，显然不适合精细视觉。在过去，一些组织学研究声称，巴塔塔亚目的视网膜都是杆状细胞，主要用于感受暗光，而不是区分颜色。虽然它们有视觉，但回声定位能力是它们感知周围环境的主要手段。他们通常在夜间活动，传统上认为视觉的重要性可以忽略不计。很长一段时间，对蝙蝠视觉的研究在那里停滞不前。最近的研究证实，视觉在一些小蝙蝠的定向中起作用，其视觉敏锐度与啮齿动物相当。因此，研究人员重新燃起了兴趣，开始利用现代技术研究蝙蝠光感受器的成分。

科学家在蝙蝠视觉的研究中有了新的发现。蝙蝠的视蛋白对紫外线很敏感。与啮齿动物和有袋动物一起，蝙蝠可能是第三种具有紫外线视觉的哺乳动物。这种紫外线(紫外光)在日出和黄昏时相对更丰富。小蝙蝠的视觉可能在长距离迁徙中发挥了重要作用，一些小蝙蝠甚至利用视觉捕捉猎物。因此，保持多种视觉蛋白(即视敏度的保存)可能是这种唯一夜间飞行的哺乳动物为了提高其在特殊光照情况下的飞行能力而做出的选择。更有记载的是，大部分小蝙蝠都能很好地利用自己的视觉，在月光照耀的夜晚，它们可以用视觉避开捕网，而不用回声定位系统。

蝙蝠视觉的研究将成为一个引人注目的研究领域。根据最近的研究，一些蝙蝠是色盲，但另一些是双色的。例如，所有的巴蒂科和鞘翅目，以及胎儿属的一些物种，都具有基于L-视锥(红光)和S-视锥(蓝光)的二色性视觉。它们对红光敏感，这可能有助于区分叶子中的果实或其他用途。在蝙蝠科中，水果和食花蜜物种在捕食过程中通常更依赖嗅觉、视觉或被动听觉，而回声定位主要用于在杂乱的栖息地定位和飞行。

有一点是肯定的，蝙蝠并不像我们传统认为的那样“瞎”。