لقد ثبت الآن أن الخفافيش يمكنها تطوير صورة ذهنية لمحيطها باستخدام تحديد الموقع بالصدى. لكننا ما زلنا نتعرف على ما يعنيه ذلك – كيف تأخذ الخفافيش أصداء أصواتها الخاصة وتستخدمها لتحديد موقع الأشياء.
في ورقة بحثية نُشرت اليوم ، قدم الباحثون دليلاً على أن الخفافيش تنخرط في تحديد الموقع بالصدى جزئيًا لأنها ولدت بحس فطري لسرعة الصوت. كيف درس الباحثون هذه الظاهرة؟ عن طريق تربية الخفافيش في جو غني بالهيليوم ، حيث ينتج الهواء منخفض الكثافة زيادة في سرعة الصوت.
موقع الصدى
تحديد الموقع بالصدى بسيط جدًا من حيث المبدأ. يُصدر الخفاش صوتًا يرتد عن الأشياء الموجودة في محيطه ، ثم يعود إلى آذان الخفاش. بالنسبة للأشياء البعيدة ، يستغرق الصوت وقتًا أطول للعودة إلى الخفاش ، مما يعطي انطباعًا بالمسافة النسبية.
لكن يمكن للخفافيش استخدام تحديد الموقع بالصدى لتحديد الفريسة أثناء الطيران أو اختيار مكان للهبوط. لهذا يجب أن يكون لديهم شعور بالمسافة المطلقة. لا يكفي أن تعرف أن الفرع الذي تريد الهبوط عليه أقرب من المنزل الذي يقع خلفه ؛ تحتاج إلى معرفة متى تبدأ كل الحركات المعقدة التي ينطوي عليها التعليق على الفرع أو يمكنك إما أن تصطدم به أو تحاول التوقف تمامًا في الجو.
أسهل طريقة للحصول على مسافة مطلقة هي التعود على سرعة الصوت. مع هذا ، فإن التأخير بين النطق وصدى العودة سيوفر مسافة مطلقة. لكن كيف تختبر ما إذا كانت لدى الخفافيش فكرة عن سرعة الصوت؟
قرر عيران عميحاي ويوسي يوفيل من جامعة تل أبيب أن هناك طريقة بسيطة: تغيير سرعة الصوت. من العوامل التي تؤثر على سرعة الصوت كثافة الهواء. وهناك طريقة بسيطة لتغيير كثافة الهواء: إضافة غازات أخف من الهواء إليه. في هذه الحالة ، اختار المؤلفون الهيليوم وأقاموا مجموعة من الخفافيش في جو يحتوي على ما يكفي من الهيليوم لزيادة سرعة الصوت بنسبة 15٪.
(لم يتم اختبار ما إذا كانت الخفافيش التي نشأت في هذه البيئة تعتقد أنها تبدو مضحكة للأسف).
تم قياس المسافات بواسطة الخفافيش
تعني سرعة الصوت الأسرع أن الأصداء المنعكسة ستعود إلى الخفاش بشكل أسرع. وهذا بدوره يعني أن الكائن الذي يخلق هذه الأصداء سوف يُنظر إليه على أنه أقرب مما هو عليه في الواقع. لذلك إذا تمكنا من فهم مدى جودة إدراك الخفاش للأشياء ، فيمكننا الحصول على مقياس لفهمه لسرعة الصوت.
لحسن الحظ ، فإن أنواع الخفافيش المستخدمة في هذه التجارب تغير أصوات تحديد الموقع بالصدى كلما اقتربت من جسم ما. لذلك ، باتباع الضوضاء التي تصدرها الخفافيش عندما تقترب من كائن ما ، يمكننا الحصول على فكرة عن قربها.
للقيام بذلك بشكل تجريبي ، قام الباحثون بتنمية الخفافيش في حاوية مع محطة تغذية على مسافة محددة ، مع مجموعة واحدة مرفوعة في الهواء العادي وأخرى في الهواء الغني بالهيليوم. ثم قاموا بتبادل الأجواء بين المجموعتين. بالنسبة للخفافيش التي تم تربيتها بالهيليوم ، فإن سرعة الهواء الأبطأ ستجعل أصداء الصدى تستغرق وقتًا أطول للوصول ، وبالتالي تجعل محطة التغذية بعيدة. سيكون العكس صحيحًا بالنسبة للخفافيش التي تمت تربيتها في الهواء الطبيعي.
اتضح أن كلا المجموعتين من الخفافيش تصرفت بشكل مشابه. لقد أدركوا أن المنصة أقرب في الهواء الغني بالهيليوم وأبعد في الهواء العادي. لذلك لا يهم ما تعلمته الخفافيش من البيئة التي نشأت فيها ؛ كان تصورهم لسرعة الصوت متطابقًا. هذا يشير إلى أن الإدراك فطري في الخفافيش.
غير مصحح
هذا أمر مثير للدهشة بعض الشيء بالنظر إلى أن الخفافيش تخضع لتغيرات في الطقس والارتفاع والتي يمكن أن تغير أيضًا سرعة الصوت ، غالبًا بأكثر من خمسة بالمائة. لذلك قد يبدو من المفيد أن تكون قادرًا على ضبط تحديد الموقع بالصدى وفقًا للظروف. لكن Amichai و Yovel وضعوا الخفافيش الناضجة في بيئة الهيليوم لبضعة أسابيع ولم يعثروا على أي مؤشر على أن الخفافيش يمكن أن تعدل تصورها لموقع محطة التغذية. كان هذا صحيحًا حتى في الغلاف الجوي الذي يحتوي على 27٪ من الهيليوم. وبالتالي ، يبدو أن معرفة الخفافيش بسرعة الصوت محجوزة.
هل يهم؟ من الصعب القول. غالبًا ما فشلت الخفافيش في التجربة في الهبوط بشكل صحيح ، ولكن قد يكون هذا بسبب الاختلافات في الرفع الديناميكي الهوائي الناتج عن تغيرات الضغط. على عكس تحديد الموقع بالصدى ، يبدو أن الخفافيش تقوم بالفعل بإجراء تعديلات هنا ، حيث تجتاح أجنحتها بزاوية أكبر للتعويض عن نقص الرفع.
على أي حال ، لم تؤثر مشاكل الطيران على تصور الخفافيش للمسافة. غالبًا ما بدأت الخفافيش في تحديد الموقع بالصدى قبل الإقلاع ؛ قدم هذا مؤشرا على المدى الذي اعتقدت الخفافيش أن محطة التغذية كانت.
لذلك ، في حين أنه قد يكون من المفيد الحصول على تصور أكثر دقة للمسافة في ظل ظروف مختلفة ، لا يبدو أن الخفافيش قد طورت القدرة على ضبط تصورها. قد يكون هذا بسبب أن الفائدة ليست كبيرة بما يكفي لإحداث فرق. أو يمكن تعويضها عن طريق المزايا المتنافسة ، مثل القدرة على إدراك المسافة بدقة نسبيًا دون الحاجة إلى التعلم – مما قد يُحدث فرقًا كبيرًا في الرحلات الجوية المبكرة للحيوانات.
PNAS، 2021. DOI: 10.1073 / بناس .2024352118 (حول DOIs).
