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隐形回声定位:进化的转折如何让这种蝙蝠成为无声刺客?
发布日期:2023-10-27 23:06:56  稿源:cnBeta.COM

如果问生物学家为什么捕食者不会消灭所有猎物,答案往往是捕食者和猎物之间正在进行军备竞赛,双方都在不断进化新的方法来欺骗对方。对于蝙蝠和它们的猎物--昆虫来说,这种假设尤其普遍。5000 万年前,第一批蝙蝠进化出了回声定位的能力,从而可以在黑暗中捕食,作为回应,一些昆虫进化出了对超声波敏感的耳朵,这样它们就可以听到并躲避蝙蝠。

研究人员对蝙蝠与昆虫之间的军备竞赛这一观点提出了质疑,他们认为蝙蝠的声波是从更安静的蝙蝠祖先那里遗传而来的,而不是对昆虫听觉的直接适应。

然而,南丹麦大学生物学家、副教授拉塞-雅各布森(Lasse Jakobsen)说,如果存在持续的军备竞赛,蝙蝠也应该对此做出反应。他是蝙蝠专家,也是发表在《当代生物学》(Current Biology)上的一项新研究的共同作者。在这项研究中,他和同事对蝙蝠和昆虫之间的进化军备竞赛提出了质疑。

其他作者包括马克斯-普朗克生物智能研究所的丹尼尔-莱万齐克(Daniel Lewanzik)和霍尔格-戈尔利茨(Holger R. Goerlitz),以及多伦多大学的约翰-拉特克利夫(John M. Ratcliffe)和埃里克-埃茨勒(Erik Etzler)。

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一只在黑暗中飞行的倒刺蝙蝠。资料来源:雪莉和布洛克-芬顿

支持军备竞赛假说的主要论据是,有些蝙蝠在捕食时的叫声不如其他蝙蝠响亮,因此不容易被昆虫听到。这些蝙蝠就是西方宽耳蝠(Barbastella barbastellus),它们比其他捕食飞虫的蝙蝠安静大约 20 分贝,这意味着它们发出的声压要低 10 倍。

拉塞-雅各布森(Lasse Jakobsen)说:"这种蝙蝠历来被认为是对昆虫进行'反击'的蝙蝠。"

然而,有些事情令他和他的同事们感到困惑: 纵观蝙蝠的近亲,几乎没有其他成员在空中捕捉昆虫。相反,它们吃树叶和树枝等表面上的昆虫,而且这些物种都比捕食飞行昆虫的物种更安静。

在蝙蝠研究界,在空中捕捉昆虫的蝙蝠被称为鹰蝠,而从表面采食昆虫的蝙蝠则被称为拾虫蝠。西方宽耳蝠属于鹰蝠。

夜间,一只蝙蝠正在空中捕捉昆虫。图片来源:南丹麦大学 Lasse Jakobsen

拉塞-雅克布森说:"如果西方宽耳蝠家族的大多数成员都是鹰蝠,那么它们的祖先很可能也是鹰蝠。"

因此,西方宽耳蝠家族的祖先不太可能是一种会大声吆喝的品种,也不太可能是为了适应昆虫的听觉而进化成低声吟唱的品种。

"当一个物种向新的方向进化时,它并没有自由选择的权利。例如,哺乳动物的祖先没有羽毛,这是一个条件,所以它们的后代永远不会进化出有羽毛的翅膀。取而代之的是,它们找到了另一种飞行的解决方案:手指间经过修饰的皮肤,"拉塞-雅各布森解释道。

然而,如果西方宽耳蝠不是在昆虫和蝙蝠之间的军备竞赛中进化出在空中狩猎时更安静的能力,那么它又是从哪里来的呢?

"这并不是一种进化出来的能力。它只是不能发出比自己更响亮的叫声,因为作为鹰蝠的后代,它可能在形态上受到了限制。但它找到了一个利基,在那里它可以使用低振幅的叫声。这是一种进化上的巧合;它有点像是掉进了这个有东西吃的小天地。"

这个"小天地"里栖息着会飞的夜行性昆虫,它们能听到声音,因此善于躲避夜行性蝙蝠。但它们的听力不足以捕捉到蝙蝠,所以最终成为了蝙蝠的猎物。

形态限制的原因必须从蝙蝠如何发出声音中找到。大多数蝙蝠用嘴发出叫声,这使它们能够发出响亮的声音。而许多拾穗蝙蝠则用鼻子发出声音,这使得它们的叫声低了 20 分贝。

拉塞-雅克布森说:"因此,蝙蝠如今之所以如此安静,并不是蝙蝠和昆虫之间军备竞赛的表现,而仅仅是蝙蝠的后代不能像其他蝙蝠那样大声鸣叫的表现。"

夜间飞行的昆虫有飞蛾、甲虫和蚊子,许多飞蛾都能听到蝙蝠是否正在靠近。在大约 5000 万年前蝙蝠出现之前,夜间飞行的昆虫没有重要的敌人,如今,只有蝙蝠在夜间捕食昆虫。

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