«В течение многих лет считалось, что летучие мыши не могут обнаружить безмолвную, неподвижную добычу, покоящуюся на листьях, только с помощью эхолокации», – сказала Инга Гейпель, научный сотрудник Таппер в STRI. Команда Гейпеля открыла, как летучие мыши достигают невозможного.
Объединив данные экспериментов с использованием биозонарного устройства для создания и измерения искусственных сигналов с данными высокоскоростных видеонаблюдений за летучими мышами, приближающимися к добыче, была выявлена важность угла приближения.
У летучих мышей есть сверхспособность, которой не обладают люди: они затопляют территорию звуковыми волнами, а затем используют информацию из возвращающихся эхо для навигации по окружающей среде. Листья сильно отражают эхолокационные сигналы, маскируя более слабое эхо от отдыхающих насекомых. Таким образом, в густой листве тропического леса эхо от листьев может действовать как естественный механизм маскировки для насекомых, известный как акустический камуфляж.
Чтобы понять, как летучие мыши преодолевают акустический камуфляж и захватывают свою добычу, исследователи направили звуковые волны на лист с насекомым и без него из более чем 500 позиций, чтобы создать полное трехмерное представление эха. В каждой позиции они рассчитали интенсивность эха для пяти разных частот звука, которые представляют частоты крика летучей мыши.
Листья как с насекомыми, так и без них, сильно отражают звук, если он идет прямо (i.е., под углом менее 30 градусов).
Когда летучая мышь приближается с этих углов, она не может найти свою добычу, поскольку сильное эхо от листьев маскирует эхо от насекомого. Но Гейпель и его коллеги обнаружили, что если звук исходит из наклонных углов более 30 градусов, звук отражается от источника, а листья действуют как зеркало, так же как озеро отражает окружающий лес в сумерках или на рассвете. Угол приближения позволяет обнаружить отдыхающих насекомых.
Основываясь на этих экспериментах, Гейпель и его коллеги предсказали, что летучие мыши должны приближаться к отдыхающим насекомым на листьях под углом от 42 до 78 градусов, что является оптимальным углом для определения того, есть ли на листе насекомое или нет.
Затем Гейпель зафиксировал реальных летучих мышей на исследовательской станции STRI на острове Барро-Колорадо в Панаме, когда они приближались к насекомым, расположенным на искусственных листьях.
Используя записи с двух высокоскоростных камер, она реконструировала трехмерные траектории полета летучих мышей, когда они приближались к своей жертве, и определила их положение. Она обнаружила, что, как и предполагалось, почти 80 процентов углов приближения находились в диапазоне углов, позволяющих летучим мышам отличить насекомое от листьев.
«Это исследование меняет наши представления о потенциальных возможностях использования эхолокации», – сказал Гейпель. "Это имеет важное значение для изучения взаимодействий хищник-жертва, а также для сенсорной экологии и эволюции."
Среди авторов – STRI, Университет Антверпена, Ульмский университет, Университет Цинциннати, Тюбингенский университет и Амстердамский университет Vrije.