Netopýři jsou intuitivní fyzici, kteří instinktivně rozumí způsobu, jakým se zvuk pohybuje vesmírem. Nejenže naslouchají svému prostředí, ale také vysílají ultrazvukové cvrlikání, aby jim pomohli lokalizovat kořist; doba, po kterou se chirp vrací, koreluje se vzdáleností objektu. Díky tomuto pozoruhodnému použití zvuku jsou netopýři „dokonalým systémem“ pro vědce, jako je Melville Wohlgemuth, neurovědec na Johns Hopkins University, ke studiu sluchu.
Související obsah
- Jak pomohl smrtící maso na hubnutí masa, aby se netopýři opět stali roztomilými
- Tento Echolocating Dormouse by mohl odhalit původ jednoho z nejchladnějších supervelmocí přírody
- Tady je to, jak zní Echolokace Bat, zpomalená
- Tyto netopýry používají Sonara k zaseknutí signálů svých soupeřů
Když si Wohlgemuth všiml, že netopýři v jeho laboratoři dělají něco divného, věděl, že to musí mít účel. Konkrétně jeho netopýři nakláněli hlavy a rozcuchali si uši rozkošným způsobem, díky němuž si vzpomněl na svého domácího mazlíčka, doma Willie Nelsona. Na rozdíl od Willieho Nelsona však Wohlgemuth věděl, že netopýři se nemohou jen snažit vypadat roztomile, aby se dostali k večeři. Co tedy dělali?
Aby to zjistil, potřeboval navrhnout experiment tak složitý jako zvukový systém netopýra - takový, který vyžadoval přístupné netopýry, kamery pro videohry a některé poněkud nešťastné mrazy. „Docela úžasné, “ popisuje Rickye Heffner, psycholog z University of Toledo, který se specializuje na vývoj sluchu, popisuje výzkumný návrh Wohlgemutha. "Je to skoro ukázka toho, jak to všechno funguje."
Nejprve musel experiment proběhnout v naprosté temnotě, aby se zajistilo, že netopýři se spoléhali pouze na echolokaci. (Na rozdíl od všeobecného přesvědčení nejsou netopýři slepí - mají sklon mít slabší vidění.) Wohlgemuth a jeho kolegové používali infračervené kamery pro snímání pohybu - stejní hráči používají - k filmování každého jemného pohybu bez přidávání nepříjemného viditelného světla. Mezitím ultrazvukové mikrofony zaznamenaly své šikany.
Dále musel nechat ty zatracené věci, aby seděli. Poté, co sbíral desítky velkých hnědých netopýrů ze série špinavých podkroví Bethesdy, začal je trénovat, aby trpělivě seděli na nástupišti, zatímco k nim přišla večeře. Ne všechny netopýry vyhověly, ale po dvou týdnech se kolem nich mnoho „opravdu ochladilo“. Pomohlo to, že odměnil jejich úsilí šťavnatým grubem, Pavlovianovým stylem. "Ve výcviku netopýrů jsem mnohem lepší než ve výcviku psů, " říká.
Nakonec Wohlgemuth vyvinul systém lovných šňůrek a kladek, který svým netopýrům dodal potravu. Když experiment provedl, zjistil, že čím více se hmyz najednou pohnul, tím více netopýři naklopili a vrtěli si uši ve snaze lokalizovat svou kořist. "Když se cíl přiblížil, uši se od sebe vzdálily a když byl cíl dále, uši se posunuly blíže k sobě, " říká Cindy Moss, neurovědec, který provozuje Wohlgemuthovu laboratoř a spoluautorem článku.
Kočky, psi a dokonce i lidé natáčejí uši, aby se orientovali směrem ke zvuku. Ale to bylo trochu sofistikovanější. Netopýři rychle vrtěli ušima těsně poté, co cvrkali, a sledovali drobnou změnu frekvence - pomyslete na zvuk automobilu, který překračuje rychlost - když se jídelní červy pohybovaly jedním nebo druhým směrem. Při každém pohybu vzal netopýr další „snímek“ zvuku a spojil je dohromady, aby vytvořil akustickou verzi panoramatické fotografie.
"Pohyb ucha je jako dostat různé pohledy na stejný zvuk, " říká Wohlgemuth, který své poznatky s Mossem zveřejnil v září v časopise PLOS Biology .
Studie je první, která podrobně popsala, jak tito netopýři přeměňují echolokační signály na trojrozměrný obraz pohybující se kořisti a mohli by pro inženýry poskytnout praktické tipy. Wohlgemuth jedná s vědci z University of Maryland, kteří doufají, že navrhnou „chytrou“ hůl pro nevidomé, kteří zaslechnou překážku dříve, než se k ní dostanou. Spolupracuje také s inženýry v Dánsku, protože chce vyvinout „ušního“ drona s mikrofonními poli.
Méně prakticky by tento výzkum mohl pomoci odpovědět na nadčasovou otázku filozofa Thomase Nagela: Jaké je to být netopýrem? Koneckonců, říká Moss, „všechno, co vidíme v jejich chování, odráží něco, co se děje v mozku.“
Přihlaste se k odběru časopisu Smithsonian za pouhých 12 USD
Tento článek je výběr z listopadového čísla časopisu Smithsonian
Koupit
