关于蝙蝠
       蝙蝠是哺乳纲翼手目动物的俗称,包括1400多个物种,是第二大的哺乳动物类群,也是唯一真正会飞的哺乳动物。目前普遍认为蝙蝠的祖先是树栖的小型食虫动物,生活在6500万~7000万年以前,处于恐龙即将灭绝的时期。现存蝙蝠的最近共同祖先生活在距今约6400万年,于5200万~5800万年前分化为如今的五大蝙蝠家族:狐蝠科、菊头蝠总科、鞘尾蝠总科、兔唇蝠总科和蝙蝠总科。
       蝙蝠物种适应辐射的特性与植物多样性和昆虫多样性的增加密切相关。6900万年前,被子植物数量丰富、分布广泛,促进了昆虫的发展。昆虫多样性的增加为蝙蝠和其他哺乳动物提供了丰富的食物,带动了它们数量、种类的壮大与演化。在蝙蝠祖先出现前,白昼活动的鸟类已经盛行,并且很可能是小型哺乳动物的食物竞争者甚至是捕食者,促使许多早期的哺乳动物在夜间活动。蝙蝠很可能是由其中一种小型的夜行性哺乳动物演化而来。蝙蝠的祖先在树枝间跳跃追逐昆虫,经过数千年演化,身体四肢间皮肤延展成滑翔翼膜,鼯猴和鼯鼠。进一步演化,蝙蝠的手掌、手指骨骼极度延长,大大增加了翼膜面积,形成足够支撑飞行的翼。历经上万年的修炼,蝙蝠终于从滑翔升级为主动拍翼飞行,翱翔于夜空。
蝙蝠的科研价值
        蝙蝠可以改变回声定位发声特征分离目标物体回声与背景噪声,以此识别目标物体,其回声定位智能的认知能力、超强的抗干扰本领,快速而精准的适应性调控行为等仍值得开发应用,并对研制具有强认知力、强抗干扰的智能雷达系统有一定的启发。
蝙蝠除了发出回声定位声波用于定位导航,还会发出复杂多样的交流声波和其他个体进行互动交流。这些交流声波也具有一定的声音元素,并遵循一定的排列和组合方式,在特定的场合使用特定的组会,类似于人类语言的语法。此外蝙蝠中也存在“方言”现象,并且具有一定的发声学习能力。因此,蝙蝠是研究发声控制和学习,破解人类语言脑机制很好的研究对象。
       作为唯一真正会飞的哺乳动物,蝙蝠的飞行也十分智能,它们的飞行模式灵巧机动,飞行速度可控,飞行动能供应系统高效强大。蝙蝠特化的翼膜轻薄而易于调控,看似光滑的翼膜表面覆盖着的成千上万的微小茸毛可以作为“传感器”,使得蝙蝠在飞行时获得实时而精密的气流图,而蝙蝠的尾膜则作为飞行时的“舵”时期更好地调控飞行状态。研究蝙蝠的飞行有利于指导新型智能飞行器的设计。
       蝙蝠强大的免疫系统和抗癌能力对于人类理解疾病的发生和控制,以及研究天然的抗癌机制也有着非常重要的意义。此外,蝙蝠也是最长寿的哺乳动物之一,破解其长寿的机制是探究人类“长生不老”秘密的关键。
蝙蝠的生态价值与经济价值
       多种多样的蝙蝠分布于多种多样的生态环境中,作为占据夜空生态位的神秘类群,蝙蝠经常被误解,其生态价值和经济价值也往往被人们所忽视。实际上70%的蝙蝠物种都为食虫类蝙蝠,它们以鳞翅目、半翅目、双翅目等多种昆虫为食,其中包含多种极具破坏性的森林和农业害虫。蝙蝠每天捕食的昆虫重量可达其自身体重的70%,甚至1倍以上。据保守估计,在全球范围内,仅在玉米种植中,食虫蝙蝠每年对害虫的抑制产生的价值超过10亿美元。食虫蝙蝠的捕虫作用还可以帮助减少森林和农业生态系统中化学农药的使用。植食性蝙蝠还能够通过取食植物的花蜜、花粉、种子为植物授粉,帮助种子的萌发,对植物繁殖有积极的影响。蝙蝠的粪便也是许多温带洞穴生态系统的主要能源,影响着洞栖生物的营养动力学和群落结构,支持着洞穴的生态系统。因此蝙蝠在农林害虫控制、种子传播、植物授粉及森林演替等方面发挥着重要作用,是关键的生态系统护卫兵和经济生产帮手。
       蝙蝠即使身处漆黑复杂的环境也能高效精确地捕食猎物,主要是依靠其强大的回声定位系统——蝙蝠发出声音,并分析从环境中反射的回声,构建实时环境的“声音”图像,用声音来“看”世界。蝙蝠的回声定位具有很强的分辨能力,使其在飞行过程中可以轻松分辨物体的属性,如大小、形状和表面纹理等,同时应对环境的复杂多变,蝙蝠对回声定位的调控快速而精准,而且蝙蝠的回声定位也具有强大的抗干扰能力能够在大量的背景噪声下识别自己的回声定位声波和目标物的回声。
       回声定位蝙蝠可通过声音测量目标的水平位置和垂直高度,并且可以测量目标的远近,实现三维定位。在水平方向上,蝙蝠主要利用声音到达双耳的时间差和声压差来确定声音的位置,而在垂直方向上,蝙蝠则通过声音的频率信息确定声源的位置,而且仅需单耳参与。
       除了出色的空间定位能力之外,回声定位蝙蝠特有的测距能力更是让人匪夷所思。James Simmons最早利用心理物理学手段研究蝙蝠的认知能力,发现蝙蝠可以辨别1厘米左右的距离差,而且蝙蝠可以通过测量回声定位声波发声和回声的时间差(回声延迟)来测量物体的远近,其回声延迟分辨能力可高达60微秒。
       蝙蝠除了可以用于导航定位、捕食等方面的回声定位声波,还有一类专门用于和其他个体进行交流的“交流声波”。交流声波相比于回声定位声波,频率较低,很多是在人耳可听范围内,其组成与人类语言有一定相似之处,包括有基本组成单位音节,由音节组成,再由音节组成短语、以及更复杂的语句。
       根据蝙蝠“交流”的背景和目的,可以把交流声波划分为“战斗”叫声、“和平”叫声和“胁迫”叫声。“战斗”叫声是比较激进的,其目的类似于争吵,是蝙蝠有冲突时伴随着个体间的攻击性行为而发出的。“和平”叫声则是有种群内互相询问成员身份状态的联系叫声,帮助自己展示和炫耀并吸引雌性个体的“广告”叫声以及帮助其他蝙蝠个体的“合作”叫声。
       虽然交流声波复杂多样,但不是所有的蝙蝠都擅长交谈。在我国广泛分布的马铁菊头蝠目前发现有43种不同类型的音节,而“词汇量”较为匮乏的大足鼠耳蝠仅发现了9种类型的音节。交流声波的复杂程度可能与蝙蝠社群的大小、群体内社会关系的复杂程度、雌雄比例等有关。
       也许大多数人提到蝙蝠就会想到它是病毒库,是很可怕的存在,但在自然界中很多其他的野生动物,包括灵长类、啮齿类、鸟类等都携带着大量的人兽共患病病原体。因此我们应该正确地看待蝙蝠,勿谈“蝠”色变。
       虽然蝙蝠在自然界具有极高物种多样性,但目前超过一半蝙蝠物种的种群数量都在急剧下降,其中,我国蝙蝠种群数量在20年内下降了50%。许多蝙蝠物种面临着生境退化、栖息地破坏等威胁。由于人类过度捕杀、贩卖蝙蝠,过度开采、砍伐森林,全球气候变暖和环境污染等原因,蝙蝠数量下降,其生境受到威胁,并且被迫向不适合的生境迁徙。这对于蝙蝠物种甚至自然生态系统都有着不可估量的影响,作为自然界的一员,我们得反思如何尊重生命和敬畏自然,与其他生物和谐相处。
       我们应该如何更好地了解和保护蝙蝠呢?首先保护好现有的蝙蝠栖息地和觅食地,在此基础上建造合适的蝙蝠栖息场所,减少人与蝙蝠直接近距离接触的机会;在农林业中尽量规范农药和杀虫剂的使用,减少蝙蝠的暴露风险;关注蝙蝠,建立蝙蝠多样性监测网络;保护蝙蝠,完善相关的法律法规,加强对于蝙蝠相关保护的公众教育,使得公众正确地认识蝙蝠,甚至主动地参与到蝙蝠的保护中来。
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