科學家破解蝙蝠「雞尾酒會效應」之謎:群飛時如何避免相撞?
生物
04-19
當夜幕低垂,數以千計的蝙蝠從洞穴中傾巢而出時,那景象總讓研究團隊驚嘆不已。馬克斯普朗克動物行為研究所的Aya Goldshtein描述道:「有時蝙蝠群密度之高,看起來就像流動的液體。」但更令人驚奇的是,即使數十萬隻蝙蝠同時從狹小洞口飛出,牠們幾乎從不相撞。
蝙蝠主要依靠回聲定位來感知環境,但當數千隻蝙蝠同時發出聲波時,這些重疊的聲波理應會互相干擾,造成所謂的「雞尾酒會效應」——就像在喧鬧派對中難以聽清單一對話。科學家長久以來都困惑於蝙蝠如何克服這個難題。
過去實驗室研究發現,小群蝙蝠會使用略微不同的頻率來減少幹擾。但特拉維夫大學的Yossi Yovel指出,這些研究缺少關鍵環節:「除非觀察蝙蝠實際群飛的行為,否則無法真正理解牠們的解決方案。」
研究團隊首度在以色列胡拉谷地,對野生大鼠耳蝠進行實地研究。他們運用高解析度追蹤技術、超聲波錄音和電腦模擬,重建蝙蝠從洞穴飛出兩公里內的完整行為。特別的是,研究還開發了計算模型來填補洞穴出口處的最高密度飛行資料缺口。
研究結果令人驚艷:蝙蝠離開洞穴時,高達94%的回聲定位會受到幹擾。但牠們在短短五秒內就做出兩項關鍵調整:首先分散飛行保持群體結構,其次改用更高頻率、更短促的微弱聲波。電腦模擬負責人Omer Mazar解釋:「就像人類在擁擠空間中,只需專注前方物體一樣,蝙蝠也最佳化了聲波來偵測最近鄰居的動向。」
這項發表在《美國國家科學院院刊》的研究證實,只有透過自然環境中的實地觀察,才能真正理解動物面臨的挑戰與解決之道。正如Goldshtein所說:「我們必須盡可能站在動物的角度,才能揭開這些演化奇蹟的奧秘。」