东方蝙蝠在交通噪声环境中的回声定位行为

环境噪声会降低动物声信号可探测性,是动物声信号进化的压力。为了避免人工噪声干扰,多数脊椎动物调整其叫声的频谱-时间结构,如采用延长叫声持续时间、提高频率和增加强度等策略。本研究选择回声定位声波频率范围与交通噪声频率范围相互重叠的东方蝙蝠(Vespertilio sinensis)为研究对象,在自然条件下开展实验,研究交通噪声对蝙蝠回声定位声波的影响。本实验选择交通噪声强度存在差异的两个样点,分别录制东方蝙蝠的回声定位声波,分析其结构参数。在交通噪声强度较高的样点,东方蝙蝠回声定位声波的持续时间、斜率均未显著改变,但起始频率、主频、终止频率及带宽均显著提高。结果表明,东方蝙蝠的回声定位行为在交通噪声干扰下具有明显的可塑性。     

降雨噪声对菲菊头蝠出飞行为的影响

降雨噪声属于常见的自然噪声,由雨滴撞击物体表面产生。目前,有关降雨噪声对动物的潜在影响被普遍忽视。回声定位蝙蝠主要利用声信号在黑暗环境导航空间、探测猎物及社群交流,是开展降雨噪声影响研究的理想类群。本研究选择菲菊头蝠 (Rhinolophus pusillus)作为研究对象,检验降雨噪声是否影响蝙蝠出飞行为。我们在集群栖息地外,播放强降雨噪声、空白对照和种内回声定位声波,开展野外回放实验。利用单因素方差分析及其事后检验,评价菲菊头蝠对不同回放刺激的反应差异。研究发现,相比空白对照,强降雨噪声导致菲菊头蝠的通勤数量百分比平均降低2.82倍,回声定位脉冲数量平均减少4.86倍,集群出飞时间延长3.75 min。相比空白对照,同种回声定位声波对菲菊头蝠出飞行为的影响并不显著。研究结果证实强降雨噪声抑制菲菊头蝠的出飞行为。本研究表明,降雨引起 的噪声干扰可能是导致蝙蝠躲避降雨的重要因素,为野生蝙蝠物种保育与管理提供启示。     

恒频-调频蝙蝠特化的听觉系统对回声定位的适应

在漫长的生物演化过程中,蝙蝠演化出了能飞行和高度适应生存环境的生物声纳系统和行为.蝙蝠属于哺乳动物纲的翼手目(Chiroptera),是唯一能真正飞行的哺乳动物,其种类超过1000种,位列哺乳类动物的第二大目.根据其体型大小和形态特征将其分成大蝙蝠亚目(Megachiroptera)和小蝙蝠亚目(Microchiroptera).对蝙蝠的研究具有重要的科学意义和实际应用价值,如在听感觉方面与人类共享听觉的某些基本原理,研究结果有助于认识人类听觉.它们发出的回声定位信号规整,便于模拟后用于研究听觉系统对声信号加工的机制,尤其是在听中枢对复杂声信号处理方面,认识其细胞和分子机制才刚开始,它们是极好的模型动物.另外,在仿生学方面也具有极其重要的价值,回声定位蝙蝠的生物声纳系统具有极高的时间和空间分辨率,是极具诱惑力的研究课题.有关恒频-调频蝙蝠听觉结构和功能的研究,已有相当的时日,获得了不少新的认识,窥探到敏锐的听觉与回声定位行为之间的某些适应性的机制,本文对这方面的研究进展做了简要介绍和评述.     

蝙蝠声音信号功能研究进展

声音信号介导动物的资源竞争、配偶选择及反捕食等系列生活史事件,对维持动物种群稳定与群落平衡至关重要。蝙蝠占据夜空生态位,视觉退化,听觉发达,一直被视为声学研究的模式生物。本文围绕蝙蝠回声定位声波与交流声波的功能,综述当前研究现状,展望未来发展方向。纵观已有研究,蝙蝠回声定位声波具有多重功能,包括空间导航与猎物探测、水体与植被识别、协调觅食活动及传递交流信息。蝙蝠利用交流声波从事社群活动,包括社群联系、资源防御、繁殖活动及求救呼叫。绝大多数研究关注蝙蝠回声定位声波的功能,有关蝙蝠交流声波的功能近年才引起重视。未来工作有待进一步探究蝙蝠声音信号产生的影响机制。     

马铁菊头蝠幼蝠能够辨别种群间回声定位声波差异

蝙蝠的回声定位声波普遍存在地理变化,然而尚不清楚幼蝠在扩散前能否辨别不同种群间的声波差异。本文采用"双选择声学回放实验",研究马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)幼蝠(1月龄)对回声定位声波地理变化的辨别能力及行为反应。采用4个行为参数衡量幼蝠对本种群(CC)与外种群(JN)回声定位声波的行为反应:每一回放室飞入的次数、飞行时间、停留次数、探测时间。Mann-Whitney U tests表明,马铁菊头蝠1月龄个体对回放声波的行为反应,除每一回放室停留的次数外,其他3个参数均存在显著差异(P0.05),且在本种群声波回放室(CC)的飞行次数和时间以及探测时间均高于外种群声波回放室(JN)。对4个行为参数进行主成分分析,Mann-Whitney U tests表明,回放本种群声波(CC)与外种群声波(JN)之间,第一主成分得分(PC1)存在显著差异(P0.01)。配对T检验表明,幼蝠对本种群声波反应更加强烈(PC1:t10=5.25,P0.001;PC2:t10=2.34,P0.05)。本研究说明马铁菊头蝠幼蝠能够辨别不同种群间回声定位声波的差异。     

环境噪声对蝙蝠回声定位叫声及飞行活动的影响

环境噪声影响动物的活动及其叫声特性,已成为动物面对的一种重要选择压力。为应对噪声的干扰,多数动物类群会远离噪声区域和改变其叫声的频谱时间结构,如延长叫声持续时间、提高叫声频率等,但有些动物的活动和叫声频谱时间结构并不受环境噪声的影响。本研究在自然条件下,研究不同环境噪声强度对蝙蝠活动和回声定位声波的影响。选取噪声强度有差异的12个样点,分别录制各样点大卫鼠耳蝠、西南鼠耳蝠、亚洲长翼蝠及未知蝙蝠的回声定位声波,分析其持续时间、起始频率、峰频、终止频率和带宽,统计蝙蝠通过次数。回归分析结果显示：环境噪声强度与大卫鼠耳蝠、西南鼠耳蝠、亚洲长翼蝠及未知蝙蝠的活动无显著相关性P > 0.05）,与回声定位声波的脉冲持续时间、起始频率、峰频、终止频率及带宽均不显著相关（P > 0.05）。暗示低频低强度（< 20 kHz, < 67.5 dB）的环境噪声可能对高频回声定位蝙蝠的叫声及活动没有显著影响。     

菲菊头蝠回声定位声波频率的性二态有利于性别识别

许多动物的叫声频率呈现性二态现象。蝙蝠夜间活动,主要利用声音信号导航空间、追踪猎物、传递交流信息。本研究选择成体菲菊头蝠作为研究对象,检验回声定位声波频率性二态是否有利于性别识别。研究发现,菲菊头蝠回声定位声波频率参数具有显著性别差异。播放白噪音、雄性回声定位声波及雌性回声定位声波期间,实验个体的反应叫声数量依次递减。播放白噪音、雌性回声定位声波及雄性回声定位声波后,实验个体的反应叫声数量依次递增。白噪音诱导反应叫声强度高于回声定位声波诱导反应叫声强度。研究结果表明,菲菊头蝠回声定位声波的频率参数编码发声者性别信息,有利于种群内部的性别识别。本研究暗示,回声定位声波可能在蝙蝠配偶选择中扮演一定作用。     

菲菊头蝠不同地理种群回声定位声波差异及其影响因子

回声定位声波地理差异及其形成原因是蝙蝠生态学研究领域一个基本而关键的问题,对于探索物种生存机制、物种形成及其保护具有重要科学意义。本研究从较大地理尺度上(9个地理种群)研究了菲菊头蝠(Rhinolophus pusillus)回声定位声波结构的地理差异,并进一步探讨了影响回声定位声波地理种群差异的因素。结果表明,菲菊头蝠雌性的体型较雄性略大,其主频较高。不同地理种群之间回声定位声波差异明显,包括脉冲持续时间、脉冲间隔、主频以及带宽在不同的地理种群之间均表现出一定程度的差异。进一步分析发现,不同地理种群之间的雌性菲菊头蝠前臂长和体重均与主频呈较弱的负相关,降雨量与雌性的主频呈较强的正相关;而不同地理种群之间的雄性前臂长、体重和降雨量与回声定位声波参数均无相关性;此外,地理距离、温度、湿度均与雌雄回声定位声波参数无相关性。本研究结果表明,菲菊头蝠不同地理种群间的回声定位声波出现明显差异,其中,体型和降雨量为主要影响因子,说明蝙蝠回声定位叫声的进化主要受到了当地生境的影响,表现出动物对不同生境的适应性进化。     

回声定位蝙蝠耳蜗毛细胞静纤毛的长度特征

描电子显微镜下观察爪哇大足鼠耳蝠(Myotis adversus)、白腹管鼻蝠(Murina leucogaster)、山蝠(Nyctalus plancyi)和马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)耳蜗毛细胞静纤毛, 测量其长度, 并与五种非回声定位哺乳动物耳蜗静纤毛长度进行比较. 研究发现: 回声定位蝙蝠耳蜗外毛细胞静纤毛较非回声定位哺乳动物相应位置的短; 回声定位蝙蝠耳蜗内毛细胞静纤毛长于其外毛细胞静纤毛, 而非回声定位哺乳动物内毛细胞静纤毛长度并无此规律. 我们认为, 回声定位蝙蝠耳蜗听毛细胞静纤毛长度的特点可能是对高频声波和回声定位适应的结果.     

蝙蝠回声定位声波的可塑性及其生态适应

蝙蝠通过调节回声定位声波特征来满足自身的感官需求,表现出回声定位声波的可塑性及其对生态环境与需求的适应。声波频率、强度、脉冲持续时间和间隔时间等特征与蝙蝠所处的生态位密切相关,声波可塑性在蝙蝠进化过程中起着至关重要的作用。本文结合马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)和大趾鼠耳蝠(Myotis macrodactylus)回声定位声波可塑性的研究,从回声定位声波的方向性、目标距离、环境复杂度和应对干扰4个方面总结了蝙蝠如何通过改变回声定位声波特征来满足自身在导航和捕捉猎物过程中的感官需求与生态适应,并阐述了回声定位声波可塑性的研究现状,为开展蝙蝠声学和行为学研究提供参考。