飞蛾使用声纳干扰防御来抵御捕猎蝙蝠

某些种类的飞蛾可能已经进化出一种防御性的超声波咔哒声技术,可以暂时扰乱蝙蝠的回声定位信号

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一种拥有薄如蝉翼翅膀的昆虫可能携带与一些军用重型战舰非常相似的防御技术。

一项发现表明,某种虎蛾可以干扰回声定位蝙蝠的声纳以避免被吃掉,这似乎是“自然界中声纳干扰的第一个确凿证据”,维克森林大学生物学博士生 Aaron Corcoran 说道,他是今天出版的科学杂志上报告这一发现的论文的主要作者。“这表明蝙蝠与飞蛾之间的进化军备竞赛达到了一个新的升级水平。”

在 Corcoran 的研究之前,科学家们一直困惑于为什么某些种类的虎蛾会发出声音。一些人推测飞蛾用它来惊吓蝙蝠。有些人指出它可能干扰蝙蝠的回声定位。然而,普遍的共识倾向于第三种假设:咔哒声的功能是警告捕食者不要吃发出咔哒声的猎物,因为它有毒,或者至少是假装有毒。

为了验证这些假设,Corcoran 和他的团队将虎蛾 Bertholdia trigona 与棕蝠 Eptesicus fuscus 进行了对抗,这是一场经常在日落后从中美洲到科罗拉多州进行的战斗。高速红外摄像机和超声波麦克风连续九个晚上记录了这一过程。

排除过程开始了。如果飞蛾的咔哒声起到惊吓作用,之前的研究表明蝙蝠应该在两三天内对这种声音产生耐受性。“但那不是我们发现的,”Corcoran 说,他解释了蝙蝠即使在研究的最后几个晚上也未能成功捕获发出咔哒声的猎物。

毒性警告理论呢?如果真是这样,根据 Corcoran 的说法,蝙蝠会觉得飞蛾不可口,或者,如果它们确实美味,它们会很快意识到自己被骗了。无论哪种方式,蝙蝠都应该开始忽略飞蛾独特的超声波咔哒声。此外,当提供不具备咔哒声能力的 B. trigona 时,蝙蝠欣然享用,并且一再回来觅食。这种吸引力也适用于发出咔哒声的 B. trigona:尽管捕食者只有大约 20% 的时间能接触到猎物,但它们仍然坚持不懈。蝙蝠对一组沉默的飞蛾发起的成功攻击实际上是前者的四倍。

Corcoran 指出,这些发现“仅与干扰假设相符”。“但最明显的证据是在蝙蝠的回声定位序列中。”

Corcoran 解释说,通常,蝙蝠的攻击开始于相对断断续续的声音。然后,随着蝙蝠越来越接近飞蛾,声音频率会增加——高达每秒 200 次叫声——“这样它就能在关键时刻知道飞蛾在哪里”。但他的研究表明,就在蝙蝠提高咔哒声频率时,飞蛾“全速开启声音产生”,以每秒高达 4,500 次的速度咔哒作响。飞蛾的这种剧烈的咔哒声逆转了蝙蝠的模式——蝙蝠声纳的频率在接近猎物时反而降低,而不是增加,这表明它失去了目标。

研究人员仍然不清楚飞蛾防御策略背后的生物学机制。“最有可能的是,飞蛾的咔哒声正在扰乱蝙蝠神经系统对回声返回时间的处理,”Corcoran 说。蝙蝠根据发出叫声和听到回声之间的时间延迟来判断飞蛾的距离。他解释说,蝙蝠视觉的这种“模糊”可能“足以确保飞蛾的安全”。

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