Különleges módszerrel fejtették meg a denevérek sikerének titkát

Háromgrammos minikomputerek segítségével virtuálisan denevérhátra pattant egy nemzetközi kutatócsapat, hogy átéljék, milyen lehet a levegőben cikázva visszhangok alapján vadászni.

Az ekholokációval tájékozódó denevérek az összes emlősfaj mintegy 20 százalékát teszik ki, és bolygószerte pótolhatatlanul fontos szerepet játszanak az élőlénytársulásokban. Nyilvánvaló, hogy evolúciós sikerüket tökéletesre csiszolt vadásztudományuknak köszönhetik, mégis nagyon keveset tudunk arról, hogy az alkonyati égen villámgyorsan cikázva hogyan tájékozódnak, hogyan tájolják be apró zsákmányukat.

Az Aarhus Egyetem (Dánia) és a Max Planck Madártani Intézet (Németország) kutatói miniatürizált, mindössze 3 grammot nyomó számítógépeket erősítettek a közönséges denevér (Myotis myotis) egy bulgáriai populációjának tagjaira, s e minikomputerek segítségével folyamatosan, vadászat közben is rögzíteni tudták az állatok által kibocsátott és a környezetről visszaverődő hangokat, illetve a denevérek pozícióját és mozgását. A kísérletekből összeállított tanulmányt a Science Advances folyóiratban közölték.

A denevérekre erősített miniatűr számítógépeket Mark Johnson, az Aarhus Fejlett Tudományok Intézetének mérnöke tervezte és fejlesztette.

Nem kis kihívást jelentett annyira lekicsinyíteni egy számítógépet, hogy egy repülő denevéren kényelmesen elférjen, miközben elég érzékenynek kellett maradnia ahhoz, hogy rögzíteni tudja ezeket a gyenge hangjeleket"

– mondta.

„Megtapasztalhattuk, milyen a denevérek fülén keresztül érzékelni a világot: miközben ők rovarokra vadásztak az éjszakában, visszhangjaikat közvetlenül a testükre rögzített eszközzel vettük fel" – mondta el Dr. Laura Stidsholt, az Aarhus Egyetem posztdoktor munkatársa és a cikk egyik vezető szerzője.

Illusztráció Forrás: AFP/Photononstop/Francois Gilson

A miniszámítógépek felvették a denevérek által kibocsátott ekholokációs hangokat, és folyamatosan nyomon követték a térbeli helyzetüket, de ami még ennél is fontosabb: egy teljes éjszakán át rögzítették a környezetből visszaverődő visszhangokat, miközben a denevérek szokásuk szerint a levegőben kergették a rovarokat. Így a kutatók betekintést nyertek abba, milyen hangzó tér tárul az állatok elé vadászat közben.

"A miniszámítógépek segítségével azt akartuk feltárni, hogy a denevérek miképpen szabályozzák szupergyors időskálán azt, amit 'látni' szeretnének, miközben apró rovarokra vadásznak. A hangfelvételeken megkíséreltük szétválasztani a prédáról, illetve a környező növényzetről visszaérkező visszhangokat, és meglepetésünkre azt találtuk, hogy a denevérek rendkívül gyenge prédavisszhangok alapján tájékozódnak.

Olyan halk hangokra támaszkodnak, amelyeket mi suttogásnak neveznénk"

– ismertette Stidsholt.

A visszhangok hangerejét persze maguk a denevérek szabályozzák azzal, hogy milyen erős kiáltásokat bocsátanak ki. De akkor vajon miért kiáltanak ilyen halkan, ha a hangosabb kiáltásokkal erősebb visszhangokat kaphatnának a zsákmányról?

Ennek tisztázására a kutatók minden egyes ekholokációs kiáltásra nézve meghatározták azt a levegőtérfogatot, amelyen belül a visszavert visszhangokat észlelheti a denevér. Még egyszer:

a letapogatott légtérfogat méreteit maga a denevér állítja be azzal, hogy halkabb vagy hangosabb kiáltást bocsát ki.

„Eredményeink szerint a vadászó denevérek az érzékelt légtérfogatot több mint ezerszeresen leszűkítik, hogy kizárólag a zsákmányra fókuszáljanak, és kizárják az egyéb környezeti tárgyakról érkező visszhangok háttérzaját.

Ez tulajdonképpen a csőlátás akusztikus változata, melynek révén a világról érkező képük rövid időre nagyon leegyszerűsödik

– magyarázta Dr. Holger Goerlitz, a Max Planck Madártani Intézet munkatársa és a tanulmány társszerzője. – A gyenge zsákmányvisszhangok csak következményei a leszűkített érzékelési térfogatnak, amely alkalmazkodást jelent a zajos háttér előtt repülő préda vadászatához."

A vizsgált denevérfaj képviselői Forrás: Stefan Greif, Tel Aviv University

A denevérek a repülési mintázatukat is úgy alakítják, hogy a gyenge zsákmányvisszhangot megóvják a zavaró interferenciától, például párhuzamosan repülnek a fákkal, hogy könnyebben elválasszák a zsákmányról és a háttérről érkező visszhangokat. „Vadászat közben legalább akkora távolságot tartanak a vegetációtól, amekkora távolságból észlelni képesek a prédát. Úgy véljük, ezt azért teszik, hogy a növényzetről érkező erős visszhangok ne fedjék el a zsákmányról érkező gyenge visszhangot.

Azáltal, hogy folyamatosan finomhangolják a repülési mintázatukat és érzékelési térfogatukat, leegyszerűsítik az agyuk által feldolgozandó információt"

– összegezte Peter Teglberg Madsen, az Aarhus Egyetem professzora és a cikk rangidős szerzője, majd hozzátette:

a denevérek ilyenkor a figyelmüket és az agykapacitásukat az egyetlen legfontosabb dologra összpontosítják – arra, hogy megszerezzék a következő táplálékukat –, ezért is lehetnek ennyire hatékony vadászok.

„Úgy látjuk, hogy ez a stratégia kiterjesztette azoknak az ökológiai niche-eknek a körét, ahol a denevérek rovarok után kutathatnak, és hozzájárult ahhoz, hogy a denevérek ennyire sokoldalú és rugalmas vadászokká váljanak – folytatta Teglberg Madsen. –

De a rugalmasságuk talán még így sem elég ahhoz, hogy megbirkózzanak az ember okozta változásokkal."