研究发现，使用回声定位的蝙蝠拥有其活动范围的声学认知地图，这让它们能够仅使用回声定位就能在千米级的距离上导航。
这一发现发表在 Science 上，由来自德国康斯坦茨大学马克斯·普朗克动物行为研究所（Max Planck Institute of Animal Behavior）、集体行为高级研究中心（Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour）、以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）和耶路撒冷希伯来大学（the Hebrew University of Jerusalem, Israel）的研究人员共同完成。
如果在完全黑暗中，从半径三公里范围内的任意一点，仅用一个手电筒为你引路，你能立即识别自己的位置并找到回家的路吗？
借助回声定位的蝙蝠面临着类似的挑战，它们仅用局部的、定向的声音束，即回声定位，来指引方向。长期以来，人们都知道蝙蝠利用回声定位来避开障碍物和确定自身的方位。
然而，来自马克斯·普朗克动物行为研究所和康斯坦茨大学集体行为高级研究中心的研究团队，现已发现，蝙蝠即使在被移位后也能识别自己的位置，并使用回声定位进行长距离的基于地图的导航。
为了探索这一点，该团队在以色列的胡拉谷对体重仅6克的库氏伏翼蝠（Pipistrellus kuhlii）进行了实验。在几个晚上的时间里，研究人员追踪了76只蝙蝠，并将其迁移到它们活动范围内三公里半径内的不同地点。
每只蝙蝠都被安装上了一种创新的轻量级反向GPS追踪系统ATLAS，该系统提供了高分辨率的实时追踪。
一部分蝙蝠只安装了ATLAS系统，而另一部分蝙蝠还进行了额外的处理，以评估它们的视觉、嗅觉、磁感和回声定位如何影响它们返回栖息地的能力。
值得注意的是，即使仅使用回声定位，95%的蝙蝠也能在几分钟内返回栖息地，这表明蝙蝠可以仅使用这种高度有方向性且相对局部的感知模式进行千米级导航。然而，研究还表明，当视觉可用时，蝙蝠会利用视觉来提高它们的导航能力。
“我们惊讶地发现这些蝙蝠也使用视觉，”Aya Goldshtein指出。“这超出了我们的预期。看到它们即使眼睛这么小，在这种情况下也能依赖视觉，这真是令人难以置信。”
对每只蝙蝠飞行的调制
除了实地实验外，团队还绘制了整个山谷的详细地图。“我们希望可视化每只蝙蝠在飞行中经历了什么，并理解它们如何使用声学信息进行导航，”来自特拉维夫大学Yossi Yovel实验室的Xing Chen解释说，他开发了山谷的模型。
该模型显示，蝙蝠倾向于在具有更高“声学熵”的环境特征附近飞行——这些区域提供了更丰富的声学信息。
“在定位阶段，蝙蝠进行蜿蜒飞行，但在某一个点，它们会转变为朝目的地的定向飞行，这表明它们已经知道自己在哪里，”Goldshtein说，“蝙蝠在具有更多声学信息的环境特征附近飞行，并做出导航决策。”蝙蝠可以使用这些声学信息区分环境特征，如树和路，并将它们作为声学地标。
蝙蝠拥有声学心理地图
研究表明，库氏伏翼蝠可以仅使用回声定位在数公里范围内进行导航。然而，当视觉可用时，它们会通过结合两种感官来增强导航性能。
在被移位后，这些小蝙蝠首先识别它们的新位置，然后飞回家，使用具有独特声学线索的环境特征作为地标。这种行为表明它们拥有其活动范围的声学心理地图。
更多信息：Aya Goldshtein, Acoustic cognitive map-based navigation in echolocating bats, Science (2024).
DOI: 10.1126/science.adn6269
www.science.org/doi/10.1126/science.adn6269
来源：21dB声学人
信息源于：phys
