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。     

菲菊头蝠回声定位信号特征及下丘神经元频率调谐

研究了菲菊头蝠自由飞行状态下的回声定位信号和下丘神经元的声反应特性。菲菊头蝠在自由飞行时发射的CF/FM型回声定位叫声含2-3个谐波,主频为105.3±1.7kHz,时程为39.5±9.6ms,脉冲间隔为73.9±16.0ms。在所记录到的159个下丘神经元中,E型(Echolocation)神经元为32.7%(52/159),其中CF1型(Constantfrequency)占11.3%(18/159),FM1型(Frequencymodulated)占20.1%(32/159),FM2型占1.3%(2/159);NE型(Nonecholocation)神经元的比例为67.3%(107/159)。这些神经元的最佳频率(Bestfrequency,BF)与记录深度之间存在线性关系(r=0.9471,P<0.01)。E型神经元的深度范围为349-1855(1027.5±351.6)μm,阈值范围为6-74(43.1±14.5)dBSPL,潜伏期范围为10.0-26.0(14.6±3.8)ms。NE型神经元的分别为93.0-1745.0(733.3±290.3)μm、2-70(36.5±23.8)dBSPL、5.0-23.0(13.5±3.7)ms。记录到的53个IC神经元的调谐曲线(Frequencytuningcurve,FTC)均为开放型,51个为单峰型,2个为双峰型。单峰型神经元中大部分为狭窄型(Q10dB>5),占70.6%(36/51),E型神经元全部为狭窄型,Q10dB为10.4±7.1(5.5-31.6),其中CF1型为18.3±11.2(5.5-31.6),FM1型为8.7±4.7(5.5-24.3),FM2型为6.9±0.3(6.7-7.1);NE型神经元既有宽阔型也有狭窄型,Q10dB为6.6±5.1(1.6-25.6)。两个双峰型FTC主、副峰分别偏向高、低频区,高频边对应的是E型神经元。     

马铁菊头蝠不同状态下回声定位声波分析

在自建网室(9 m×4 m×4 m)内驯养马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum),利用超声波探测仪录制蝙蝠不同状态下回声定位声波,声波录制与红外摄像保持同步。结果表明,马铁菊头蝠回声定位声波为调频(FM)/恒频(CF)/调频(FM)型;在蝙蝠接近猎物过程中,声脉冲持续时间和间隔时间显著变短,下调FM(即tFM)组分变得愈为显著,捕捉猎物瞬间,产生捕食蜂鸣;飞行与悬挂状态相比,声脉冲重复率、主频率、声脉冲时间、声脉冲间隔和能率环的差异均达到显著水平。     

华南菊头蝠的回声定位声波特征与分析

使用Petterson D500X超声波接收仪对华南菊头蝠Rhinolophus huananus飞行和静止状态的回声定位声波进行录制,利用独立样本t检验对2种状态的回声定位声波参数进行分析。结果显示,华南菊头蝠的回声定位声波类型为FM-CF-FM型,有1~2个谐波,不同状态下的峰频、声脉冲时间、声脉冲间隔时间差异均有统计学意义(P0.05)。与相似种大耳菊头蝠R.macrotis比较,二者在飞行状态下的回声定位声波峰频存在差异,可作为区分2个种之间的声学依据。     

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。     

皮氏菊头蝠回声定位声波与年龄的关系

皮氏菊头蝠 (Rhinolophuspearsoni)雌性成体 5只和幼体 2只采自贵州省贞丰县珉谷镇。采用超声波探测仪 (D980 ,ULTRASOUNDDETECTOR)接收皮氏菊头蝠的回声定位声波 ,转换到原频率的 1 / 1 0后导入计算机 ,然后用专业声谱分析软件 (Batsound 3 1 0 )进行分析。成蝠在飞行和悬挂状态下的声波结构相似 ,只是声波各项参数值略有不同 :它们发射FM CF FM型声波 ,具有 2～ 3个谐波 ,主频率在飞行时为 5 6 80± 0 6 2kHz ,悬挂时为 5 8 0 5± 0 2 4kHz ;声脉冲时间和间隔在飞行时分别为 3 4 6 2± 5 2 9ms和 86 5 0± 1 9 72ms ,悬挂时分别为 4 1 0 8± 5 87ms和 1 1 7 2 9± 6 6 4 4ms ;能率环飞行时为 ( 4 4 0 6± 1 2 5 8) % ,悬挂时为 ( 4 6 0 0±2 4 2 5 ) %。幼蝠声波为CF FM型 ,谐波数为 5～ 8个 ,主频率明显低于成体 ,FM带宽窄于成体 ,声脉冲时间和间隔短于成体 ,能率环低于成体。皮氏菊头蝠回声定位声波与年龄有关 ,这可能因成体的声波主要是探测食物和周围环境的详细信息 ,而幼体主要是与母蝠进行交流。     

八种菊头蝠回声定位声波频率与体型的相关性

菊头蝠回声定位声波中含有强的恒频(con-stant frequency,CF)组分,通常在开始和结尾伴有短的FM组分(Schnitzler,1968).飞行状态能影响回音信号(张树义等,1999).在飞行中,蝙蝠发出的频率变低以补偿由飞行速度引起的多谱勒变化,返回的回声接近于蝙蝠停止时的声波频率(Schnitzler,1968).回声定位声波的频率随蝙蝠年龄和季节的变化会产生一些变动,但如果频率被身体结构制约,CF组分频率在蝙蝠静止时会保持相对恒定(Vater,1987;Heller et al.,1989;Joneset al.1994).Francis et al.(1998)对19种菊头蝠、Heller et al.(1989)对26种菊头蝠进行了体型测量和回声定位声波信号的测定,得出结论为:菊头蝠回声定位声波中CF组分的频率与体型大小成负相关.但Jones(1992)和Jones et al.(1993)认为体型大小对菊头蝠回声定位声波没有影响.     

菲菊头蝠冬眠期的精子储存

菲菊头蝠是分布于亚热带和热带的翼手目种类,在中国大陆南部和海南岛有广泛分布。为探讨热带菲菊头蝠是否具有冬眠期(12 月至翌年2 月)储精现象及生殖腺组织结构的变化,对海南岛的菲菊头蝠成年雄蝠和成年雌蝠生殖系统在冬眠期间的变化进行了石蜡切片观察。结果显示:成年雄蝠在冬眠期间附睾内储存大量精子,推测其储存时间超过2 个月;冬眠期间曲细精管横截面积、精子细胞数量和间质细胞数量在冬眠期逐月显著性减少,精原细胞和精母细胞的数量在12 月与翌年1 月间均无显著性变化,而在冬眠末期的2 月显著增多。在雌蝠子宫和卵巢内均未发现精子储存现象,但卵巢内具有初级卵泡和次级卵泡,雄蝠在冬眠期间曲细精管逐月萎缩,但生精上皮精母细胞的数量在冬眠末期明显上升。     

幼年菲菊头蝠形态和声音发育

2006年5月31日—7月20日于桂林市郊积水洞对菲菊头蝠(Rhinolophus pusillus)幼蝠形态和叫声发育进行了研究。方差分析结果显示,幼蝠在出生后近3周内体重和前臂长增长迅速,随后增长速率变缓,且体重和前臂长增长与年龄均显著相关(年龄与体重：P=0.025;年龄与前臂长：P=0.042)。幼蝠叫声时程波动大,且均长于成年个体叫声时程,时程与年龄呈显著相关性。幼蝠在出生后3周内的叫声特征为频谱结构多样、频率波动大、谐波较多,在第3周后叫声多为FM-CF-FM叫声;幼蝠叫声第1谐波频率与年龄增长显著相关,而第二谐波频率与年龄相关性较弱;幼蝠在35天后主频率已经接近成年蝙蝠叫声频率;且前臂长与幼蝠叫声频率呈显著线性关系。     

马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)回声定位声波与生境类型和环境因子的关系

2007年在吉林省罗通山自然保护区,利用超声波探测仪（Avisoft-SASLAB PRO）录制并分析不同生境中马铁菊头蝠的回声定位声波。结果显示马铁菊头蝠在不同类型生境中活动;各生境中回声定位声波参数存在显著差异（one-way ANOVA,P〈0.05）。从环境因子中通过主成分分析筛选出与其回声定位声波相关的植被、气候和地形因子,探讨回声定位声波与这些因子的相关性。结果显示FM1和FM2带宽与乔木高（r=-0.948,-0.825;P〈0.05）、FM1起始频率和FM2终止频率与林冠面积（r=-0.967,-0.958;P〈0.05）、FM1起始频率、FM2终止频率和峰频与湿度（r=-0.776、-0.875和-0.794,P〈0.05）、脉冲持续时间和脉冲间隔与平均灌木高均呈显著负相关（r=-0.911,-0.990;P〈0.05）,峰频与植被株数（r=0.756,P〈0.05）、脉冲持续时间与冠下高呈显著正相关（r=0.870,P〈0.05）。表明各种环境因子（植被因子、气候因子和地形因子）都在一定程度上影响回声定位声波,回声定位声波具有表型可塑性和生境适应性,这些特性决定了马铁菊头蝠生境利用的程度和可利用的资源。     

南蝠回声定位叫声的分析

蝙蝠科是翼手目中种类最繁多、分布最广泛、进化最成功的科之一 ,全球共有 42属 35 5种(Ｎｏｗａｋ ,1991)。该类群的大多数物种都以超声波回声定位来进行捕食 ,其回声定位行为的多样性以及捕食策略的多样性 ,一直都是动物生态学中的研究热点。南蝠 (Ｉａｉｏ)属蝙蝠科南蝠属 ,为单型种 ,主要分布于我国 (罗蓉等 ,1993)。它是蝙蝠科中体形最大者 ,以前对其生态学方面的研究非常少 ,而对其回声定位的研究则未见报道。南蝠捕食时的叫声与飞行及悬挂状态下的叫声的基本特征一致 (声谱图及谐波等 ) ,仅在叫声次数上有一定差异。因此本文将录制南…     

三种共栖蝙蝠的回声定位信号特征及其夏季食性的比较

2005年6至9月,对桂林市郊区两个山洞中高颅鼠耳蝠(Myotissiligorensis)、菲菊头蝠(Rhinolo-phuspusillus)和黑髯墓蝠(Taphozousmelanopogon)的回声定位叫声特征和食性进行分析,并结合其形态特征与野外观察,推断其捕食生境和捕食策略。研究结果发现:黑髯墓蝠体型最大,声音特征属短调频型多谐波,一般为4个谐波,能量主要集中在第二谐波上,主频率为(32·84±1·17)kHz,选择鞘翅目和双翅目昆虫为主要食物;高颅鼠耳蝠(长调频型)和菲菊头蝠(长恒频-调频型),体型都较小,主频率分别是(84·44±8·13)kHz和(110·78±1·65)kHz,以双翅目昆虫为主要食物;而菲菊头蝠则以鞘翅目和双翅目昆虫为主要食物。上述结果证明,高颅鼠耳蝠、菲菊头蝠和黑髯墓蝠在声音和食物组成等方面出现了明显分化。     

大趾鼠耳蝠回声定位声波特征与分析

在12 m×4 m×4 m的围网内录制大趾鼠耳蝠(Myotis macrodactylus)飞行与悬挂状态下的回声定位声波,使用双尾t-检验对不同状态下的声波参数进行差异显著性分析.结果表明,大趾鼠耳蝠回声定位声波为短的、宽带的且能量主要集中在第1谐波的调频型声波,伴有1-2个谐波.第1谐波起始频率、带宽和声脉冲间隔在飞行与悬挂状态下具有显著差异(P<0.05).回声定位声波飞行状态下的第1谐波终止频率、带宽、声脉冲持续时间和声脉冲间隔均存在性别差异,而主频率没有显著的性别差异.回声定位声波的这些特征及差异体现了对其捕食生境、捕食策略及通讯行为的适应.     

无尾蹄蝠的回声定位声波特征及分析

采用超声波监听仪U30录制无尾蹄蝠自由飞行状态的回声定位声波,经Batsound3.0分析,其声波为高频(145.4±10.9kHz)、宽带(62.6±9.2kHz)、具两个谐波的短(1.67±0.4ms)FM型,不同于蹄蝠科其他蝙蝠的CF型,表明该科内物种声波类型存在多态性。头骨的形态测定分析支持其通过鼻腔发射声波,与蹄蝠科其他蝙蝠一致,表明该科内声波发射方式的单一性。适应环境的选择压力及翼型和声波的适应性可能是其选择FM型叫声的重要原因。     

大菊头蝠和中菊头蝠分娩声波的特征

动物的声学信号在信息传递和维持社群稳定等方面扮演了非常重要的角色,特别是对于占据夜空生态位并集群生活的蝙蝠,它们日间栖息于几乎没有光照的洞穴中。这些夜行性蝙蝠主要借助声信号介导重要生活史事件,包括生殖、觅食、通讯和空间导航等。分娩是动物生殖活动中的关键一环,决定了后代甚至母体的生死。一直以来野生动物的分娩行为,特别是分娩叫声鲜有研究。本研究以大菊头蝠(Rhinolophus luctus)和中菊头蝠(R. affinis)为研究对象,捕捉并录制其在分娩过程中的声信号,进而开展声谱分析和统计分类。研究发现,大菊头蝠和中菊头蝠在分娩过程中分别发出了6种和4种类型的交流声波。基于子集验证的判别式分析表明,大多数的音节类型都被正确划分。纳入多种声学参数的多维尺度分析显示,不同音节类型在三维图像中差异显著。此外,欧几里得距离分析发现,种间的叫声差异远大于种内的叫声差异。本研究结果可为深入揭示夜行哺乳动物的叫声功能和发声机制提供参考。     

人工神经网络在蝙蝠回声定位叫声识别方面的应用

近年来,人工神经网络被不断应用于野生动物的声学研究中,本文概括地介绍了人工神经网络的概念以及这项新技术的研究方法,并且重点介绍了它在蝙蝠回声定位叫声识别方面的应用。     

普通长翼蝠福建亚种不同行为状态下回声定位声波研究

普通长翼蝠福建亚种为中国的地方性亚种。采用超声波监听仪和Batsound3 10软件对其回声定位声波进行录制和分析,发现回声定位声波为中等长度的FM型,伴有1～2个谐波,声波主频率为49 35±4 24kHz,一次完整声波的声脉冲时间为3 46±1 63ms,两次声波间的声脉冲间隔为96 09±33 84ms。分析表明,普通长翼蝠福建亚种在飞行和手持状态下的回声定位声波声脉冲时间均小于其悬挂状态,飞行状态下声脉冲间隔时间是各种状态中较小的,而飞行状态下回声定位声波的主频率则为所有状态中最高的,说明蝙蝠在飞行中要面临复杂的环境,辨别较多的障碍物,因此利用高频率声波进行回声定位,才能实现灵活复杂的飞行。