你知道吗？蝙蝠的“声呐”也有失灵的时候！
来源：整理自中国科学报
原文标题：“声呐”失灵蝙蝠撞窗
作者：冯维维
（图片来源：Imagebroker/Rex/Shutterstock）
蝙蝠被认为是哺乳动物中真正具有飞翔能力的一个特殊类群。蝙蝠能主动发出声音（频率范围通常在25kHz-100kHz之间，有些信号可高至150kHz）并从反射回来的声音中提取信息以探测周围环境，这个过程被称为回声定位（echolocation），蝙蝠所利用的声呐称为生物声呐（biosonar），以区别于国防、交通和工业上所使用的声呐系统。
蝙蝠头部的照片
（从蝙蝠的鼻叶或耳廓上可清晰地看到一些复杂的结构，如叶片、脊状物和沟槽结构）
蝙蝠声呐系统中声音发射和接收部分复杂的外形结构是蝙蝠在自然界中经过长期进化而形成的，正如人们通信所使用的天线一样，这些结构被称为生物声呐天线（biosonar antenna），包括它们在内所形成系统的感知和通信能力可以使蝙蝠在无约束的自然环境中实现完整的自主性，完全满足它们各种各样探知环境和通信的任务。蝙蝠通过改变超声发射器官（鼻叶）和接收反射回声器官（耳朵）的形状来连续调整波束的形成，这种声呐系统具有目前人工天线系统所不具备的优越性能。
然而，即使这样的“先进声呐系统”也有失灵的时候，其结果导致大鼠耳蝠生生地撞向窗户！研究人员认为窗户是快速飞行蝙蝠的陷阱；当蝙蝠以一定角度朝着一座大楼飞行并发出声波时，光滑的垂直表面不能返回回声，使得它们看起来像是空白的缺口。
光滑表面的声学特性
“蝙蝠认为那是开口。”德国马普学会鸟类研究所的Stefan Greif说，“有很多报道蝙蝠在拥有大窗户楼房的附近死亡或受伤的案例”。但没人知道有多少蝙蝠因此死亡，或者它是否是导致很多蝙蝠数量下降的原因之一。然而，蝙蝠不能感知光滑表面在一部分程度上可能解释了为什么它们大量被风轮叶片杀死。“我一直认为蝙蝠很难侦察到这些光滑的叶片。”Greif说。而风轮叶片转动的速度可能是主要的致死原因。
Greif在偶然中发现了这个问题。在2010年的一项研究中，他发现蝙蝠会将任何光滑的水平表面看作是水。这种感觉是基本固定的，而非后天习得的，即便是从未遇到过水的蝙蝠幼崽也会反复试图从光滑的金属板上饮水。在实验中，Greif让其中一些叶片垂直竖立着，他注意到蝙蝠总是会撞上它们。现在，他和同事做了进一步研究。他们让大耳鼠蝠在一个狭窄的通道里来回飞行。他们将一个光滑的金属叶片放在隧道的一边，在21只蝙蝠中有19只撞上了叶片，不过并无蝙蝠死亡。但当叶片平铺在地上时，没有蝙蝠撞到它。当Greif将类似的叶片放置在3个野生蝙蝠群附近时，蝙蝠也具有撞上它们的倾向。Greif说，你可以将蝙蝠发射的声波看作是手电筒发出的一个光束，这时你在暗中向镜子发出光线，那么你将不会看到任何反射的光线，除非你到了镜子的垂直前方或是已经十分接近它。
光滑表面是镜子的声学对等物。蝙蝠在直觉上知道没有收到下方的回声可能意味着那里有池塘或湖水，它们似乎会认为垂直的缺口才是缺口。相关专家表示，在其进化历史中，它们并没有碰到任何光滑的垂直表面。因此，应该开展进一步研究以了解这个问题有多么严重。
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