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雷达与反雷达—谈蝙蝠与蛾子

  • 日期:2009-12-01 10:07
  • 来源: 互联网
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蝙蝠是一种能飞行的哺乳动物,出没于清晨、傍晚,捕捉昆虫为食。蝙蝠的眼退化,但发声器官与听觉器官(耳)发达。早在1793年,意大利一位生理学家就发现,瞎眼的蝙蝠能在很远的地方返回住地,而且能正常生活。他认为蝙蝠的正常飞行有赖于耳朵功能的完好。直到本世纪40年代,才有人指出,蝙蝠自身发出声音的回声是用来导航的。虽然蝙蝠的黑暗中避开障碍物能自由飞翔的事实早为人们所知晓,但它的回声定位功能很晚才被发现。蝙蝠导航用的叫声是一种人类听不见的超声波。我们知道,人的耳朵能听到16—20000赫兹的声振动。超过20000赫兹的振动叫超声波。蝙蝠就是利用超声波来探测目标的。像其他哺乳动物一样,蝙蝠也是用声带发声,但控制声带的喉部肌肉特别发达。它们发出的超声波频率一般在40—100千赫范围内。在飞行时,蝙蝠利用喉头产生超声波,通过口或鼻孔发射出去。这种超声波遇到食物或障碍就反射回来,由蝙蝠的耳朵接收,于是它就可以判定目标的位置和距离:是食物追上去捕捉,是障碍就躲开它。这就是回声定位。
     事实上,回声定位的机制目前尚不十分清楚。蝙蝠可能根据发出声音与收到回声的时差来确定物体的距离,依靠回声到达两耳的不同时间和不同强度来判断物体的方位,利用回声波形的变化来识别物体的性质。蝙蝠的回声定位是很灵敏的,一向有“活雷达”之称。然而各类蛾子却具有逃避蝙蝠捕捉的方法。有的蛾子在离蝙蝠10—300米的地方就感受到蝙蝠的叫声,当蝙蝠离它大约6米时,就突然收起翅膀向下俯冲,然后再鼓起翅膀转几个小弯降落在地上。所有这些动作,都使蝙蝠难以捉到它。原来,这种蛾子有一套“反雷达”装置。在它们胸部和腹部之间的凹处有一个鼓膜器。它实际上是一个腔,腔内充满气体,有一个感觉器固定在腔的内表面,感觉器上有听觉细胞。这种鼓膜器就是专门截收蝙蝠超声波的“反雷达”装置。实验表明,利用鼓膜器,蛾子可以发现6米高,30米远的蝙蝠。这样,蛾子就能比较早地防御蝙蝠的威胁。如果蝙蝠“雷达”发现夜蛾,蝙蝠的叫声频率会迅速上升,而蛾子也就凭借鼓膜器截听到的蝙蝠超声波,得知自己已处在危险中,这时蛾子也就采取紧急措施,或者不断地变换飞行方向,或者干脆收起翅膀扎到杂草中逃命。除了鼓膜器之外,有的蛾子足部关节上有一种振动器,能发出超声波,干扰蝙蝠的回声定位,有的蛾子感受到蝙蝠的超声波后,释放某种蝙蝠所讨厌的化学物质,迫使蝙蝠远离。这些事实说明,在生存竞争中,有些蛾子形成了反蝙蝠回声定位的功能系统。由此看来,尽管蝙蝠有“活雷达”之称,要捕到一只蛾子也并不那么容易。

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