蝙蝠丑陋皱巴奇特的面部使它们“看”得更清楚(图)

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据国外媒体11月29日报道，中国科学家发现，许多蝙蝠鼻孔周围令人称奇的复杂皱纹和凹槽能明显帮助它们调节它们的声纳，让它们在黑暗中“看”得更清楚明白。此发现能帮助科学家提高声纳和无线电技术。

丑陋但功能强大的面孔

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蝙蝠以听其超声波回声在黑暗中“看”世界而闻名，具备以耳“视”物之高超本领。其实，这一本领就是我们所说的“回声定位”或“生物声纳”。

大多数蝙蝠从嘴里发出声纳，但大约有300种蝙蝠却从鼻子里发出声纳，包括具有最复杂声纳的蹄鼻蝠和叶鼻蝠，它们也是最具奇特面孔的蝙蝠之二。这些蝙蝠鼻孔周围通常有特别精细而杂乱的折皱，形象地称为“鼻叶”。鼻叶包括像角一样的突起，上面有凹槽、口袋和穗加以装饰。

“鼻叶”成为百年之谜

“鼻叶”有什么用？科学家很久以来一直推测，这些“鼻叶”可能有助于蝙蝠增强声纳，但没有能解释清楚。生物学家解释不了的问题，结果被我国山东大学的特聘教授、计算机物理学家罗尔夫-米勒弄了个水落石出。米勒及其博士生庄桥(音译)对蹄鼻蝠和叶鼻蝠进行了细致的研究，结果发现正是蝙蝠的这种面部特征提升了生物声纳，导致了声纳以特定的方向来传播，解决了这一百年之谜。

米勒领导的小组以蝙蝠为主要研究对象，通过计算机图像处理及数值仿真研究蝙蝠的声纳特性。研究人员利用X射线微型CT机对亚洲南部的红褐色蹄鼻蝠的鼻叶结构进行了扫描，并重建其三维电脑模型。然后，米勒和庄桥应用计算机模拟蝙蝠发出的超声波脉冲是如何与“鼻叶”相得益彰的。

他们发现，蝙蝠开始以大约60千赫频率发送超声波脉冲，然后迅速提升到大约80千赫的不变频率，最后又下降到60千赫。电脑模拟结果表明，鼻叶上面的水平折皱具有洞穴的作用，可以与特定频率的声波产生共鸣，就好像吹“一排竖笛”，能产生深远的共鸣音调，米勒说。

鼻叶帮助蝙蝠合理分配声波

结果是，凹槽导致不同频率的声音以不同方向传播。60千赫的低频率声音垂直传播，而80千赫频率的声音继续向前传播。米勒解释说，鼻叶帮助蝙蝠制造出最好的超声波。他说：“对蝙蝠来说，声能就像是我们的钱，我们的钱有限，只能作出决定来如何分配钱的用途。”蝙蝠一样在，通过鼻叶来选择声音频率，并将声波分布到不同方向。

蝙蝠的折皱有助于低频率的声波“探视”周围环境，而其它频率的声波保持不变，因此蝙蝠能从不同方位来扫视世界。此外，鼻叶的复杂性加大了蝙蝠超声波的波束，有助于它们完成更加复杂的声纳任务，如在复杂环境中导航，就像茂密的森林中，也帮助它们同时做几件事情，如寻找猎物的同时避免障碍，米勒推测说。

将蝙蝠的鼻叶结构用于声纳设计上

面部凹槽和皱纹在没有鼻叶的蝙蝠中也发现有。这一发现表明在蝙蝠中看到的所有面部结构如今都是有关声音的“波束成形装置”的候选设计，米勒说。同样，“大多数蝙蝠的外耳也有令人好奇的特别形状。这些特征可能具有鼻叶类似的功能。”

此研究的目标不仅是更好地明白蝙蝠是如何回声定位的，而是应用此原理来提高天线技术，以用于声纳装置、扫描器和无线通信上，米勒表示。

米勒和庄桥将他们的发现发表在11月24日出版的美国《物理评论快报》杂志上，并作了这一其的封面论文。

来源：雅虎社区

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科學家揭秘熱帶雨林裏夜空精靈——蝙蝠(圖)

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科學家揭秘熱帶雨林裏夜空精靈——蝙蝠(圖)  
2006年07月10日 13:32:49 　來源：每日甘肅  


    蝙蝠屬脊椎動物門哺乳綱動物。與其他哺乳動物不同，它們是唯一會飛的哺乳動物。蝙蝠還是與其體型大小相似的物種中生命周期較長的動物。一隻小型蝙蝠可以活30年左右，而與其體型大小相似的老鼠僅能活一年時間。此外，與其他小型哺乳動物一胎多生不同，蝙蝠一胎僅能生產一到兩隻後代。

    在南美洲北部法屬圭亞那的熱帶雨林裏，太陽正西沉。此時，美國自然博物館的動物學家Nancy Simmons，正在樹林裏忙碌著。她在地上豎起兩隻桿，在兩隻桿之間撐起一張大網，然後靜悄悄地等著。

    夜幕降臨，樹林裏的夜行動物——蝙蝠，離開棲木開始活動。當它們飛經Simmons時，一些蝙蝠撞到網上被捕獲。Simmons整夜都在工作，她小心地將網住的蝙蝠解開。她仔細觀察每一隻蝙蝠然後將其放進一隻棉口袋裏。黎明到來之前，她會決定哪些蝙蝠應該釋放掉，哪些她要帶到營地作進一步研究。

    透過在一小片森林裏廣泛張網，Simmons已經捕獲了78種不同種類的蝙蝠。這是在一個地方發現蝙蝠種類最多的一次。但法屬圭亞那並不是世界上唯一蝙蝠很多的地區。地球上的大陸除了南極洲以外，都分佈有不同種類的蝙蝠。蝙蝠約占地球上哺乳動物種類總數的1／5。既然世界各地的夜空裏都有蝙蝠飛翔，那么不同種類的蝙蝠之間有怎樣的親緣關係，這是科學家們努力研究的對象。Simmons給我們展示了她是如何嘗試建立蝙蝠家族的關係樹的。

    你在研究過程遇到的困難是什么？

    由於蝙蝠是夜行性動物，所以當絕大多數人上床睡覺時，我們才開始準備工作。除了整夜都得保持清醒以外，最大的困難是很難對黑夜中飛行的蝙蝠進行研究。所以我們只好用網捉住它們。

    當你捉住一隻蝙蝠時，你都研究些什么？

    我是一名生物形態學家，研究有機體的身體構造，包括外部形態及其內部構造。例如，我研究蝙蝠羽毛顏色的類型、骨骼的類型及牙齒的形狀。

    從這些特徵你可以獲得什么資訊？

    透過研究蝙蝠的身體構造，你可以獲取一隻蝙蝠生活習性的很多資訊。例如，以昆蟲為食的蝙蝠要能刺穿昆蟲堅硬的外骨骼，因而這類蝙蝠都長有尖銳的牙齒；而以水果為食的蝙蝠，則要能壓榨出水果的汁液，因而這類蝙蝠都長有較寬、較鈍的牙齒，有點象人類的牙齒。

    有很多種蝙蝠嗎？

    目前發現的有110多種蝙蝠。較大的有狐蝠這種翅膀伸展開達1.8米的巨型蝙蝠，它們主要吃水果。澳大利亞悉尼的一些城市公園裏，就有很多這類狐蝠。世界上最小的蝙蝠是泰國的大黃蜂蝠，它比你的小指還小，翅膀伸展開僅8釐米。這些屬於食蟲類蝙蝠，以空中飛行的小昆蟲為食。在這兩類之間有各種各樣的蝙蝠。

    不同種類蝙蝠之間的差別一直這么大嗎？

    最早的蝙蝠記錄是來自5200萬年前始新世早期的化石。這些化石顯示遠古時期的蝙蝠類似於我們今天看到的蝙蝠。我們也發現了許多不同種類的蝙蝠化石，這證明那時蝙蝠的形態就已各異，種類很多了。

    不同種類蝙蝠之間的親緣關係到底怎樣的？

    這是我們所要努力解決的一個大謎。大多數科學家現在認為蝙蝠可以分為18或19個科。根據蝙蝠一系列的特徵(包括形態上和習性上的特徵)，不同種類的蝙蝠被劃進這些科中。例如，同屬一科的蝙蝠有相似的牙齒、骨骼結構、翅的形狀以及吃同一類型的食物。但科學家們對不同蝠科之間的關係尚未有統一的認識，這是因為有太多的特徵需要比較、匹配，不同蝠科內及之間的變異都很複雜。

　　為什么這么複雜呢？

    我們所研究的大部分蝙蝠特徵都可能是不同種類的蝙蝠在不同的歷史時期內獨自發展出來的。例如，數百萬年前，一群長有尖銳牙齒的食蟲性蝙蝠可能由於環境的影響開始以水果為食，這樣經過很多代，這些蝙蝠的牙齒逐漸變得寬而鈍。同時，另一群無關的蝙蝠也可能從食蟲轉為食水果，這些蝙蝠也進化出寬而鈍的牙齒。這樣儘管這兩類蝙蝠並沒有很近的親緣關係，但卻都有著相似的牙齒形狀——這在生物學上叫趨同進化。澄清這種相似的特徵是區分不同種類蝙蝠間真正關係的重要工作之一。

    那么，你們是如何區分不同蝙蝠間的親緣關係的？

    我們從世界上各種蝙蝠身上收集遺傳特徵。除了研究蝙蝠的形態特徵和生活習性外，我們也開始對蝙蝠的DNA進行分析。我們發現不同種類之間的DNA都有著細微的差異。這些差異給我們發現不同蝙蝠種類間的親緣關係提供了寶貴的資訊。透過分析這些資訊，我們有望排列出蝙蝠家族較完整的親緣關係樹。

　　為什么收集這些資訊很重要？

    更多地了解蝙蝠有助於我們保護它們。蝙蝠的不少種類由於其棲居地遭受人類的破壞而面臨滅絕的危險。透過研究我們將能確定哪些蝙蝠面臨滅絕的危險，從而採取措施保護它們。

    為什么要保護蝙蝠呢？

    蝙蝠在各地的生態系統中都起著關鍵作用。一個重要的因素是蝙蝠以某些危害農作物的昆蟲為食。例如在美國的部分地區，蝙蝠一夜間能夠消滅掉數千噸的玉米穗蟲，這些昆蟲以糧農作物為食。如果這些地區的蝙蝠消失了，對我們的農業將是毀滅性打擊。(辛良生)

来源：新华网（2006年07月10日 13:32:49 　來源：每日甘肅 ）









　

  


  

　

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蝙蝠是唯一一类演化出真正有飞翔能力的哺乳动物，有900多种。它们中的多数还具有敏锐的听觉定向（或回声定位）系统。大多数蝙蝠以昆虫为食。因为蝙蝠捕食大量昆虫，故在昆虫繁殖的平衡中起重要作用，甚至可能有助于控制害虫。某些蝙蝠亦食果实、花粉、花蜜；热带美洲的吸血蝙蝠以哺乳动物及大型鸟类的血液为食。这些蝙蝠有时会传播狂犬病。蝙蝠呈世界性分布。在热带地区，蝙蝠的数量极为丰富，它们会在人们的房屋和公共建筑物内集成大群。蝙蝠的体型大小差异极大。最大的吸血狐蝠翼展达1.5米，而基蒂氏猪鼻蝙蝠的翼展仅有15厘米。蝙蝠的颜色、皮毛质地及脸相也千差万别。蝙蝠的翼是进化过程中由前肢演化而来。除拇指外，前肢各指极度伸长，有一片飞膜从前臂、上臂向下与体侧相连直至下肢的踝部。拇指末端有爪。多数蝙蝠于两腿之间亦有一片两层的膜，由深色裸露的皮肤构成。蝙蝠的吻部似啮齿类或狐狸。外耳向前突出，通常非常大，且活动灵活。许多蝙蝠也有鼻叶，由皮肤和结缔组织构成，围绕着鼻孔或在鼻孔上方拍动。据认为鼻叶影响发声及回声定位。蝙蝠的脖子短；胸及肩部宽大，胸肌发达；而髋及腿部细长。除翼膜外，蝙蝠全身有毛，背部呈浓淡不同的灰色、棕黄色、褐色或黑色，而腹侧色调较浅。栖息于空旷地带的蝙蝠，皮毛上常有斑点或杂色斑块，颜色也各不相同。蝙蝠的取食习性各异，或为掠食性，或有助于传粉和散布果实，从而影响自然秩序。吸血蝙蝠对人类就是一个严重的问题。食虫蝙蝠的粪便一直在农业上用作肥料。整个蝙蝠群的性周期是同步的，因此大部分交配活动发生于数周之内。妊娠期从6、7周到5、6月。许多种类的雌体妊娠后迁到一个特别的哺育栖息地点。蝙蝠通常每窝产1至4仔。幼仔初生时无毛或少毛，常在一段时间内不能视不能听。幼仔由亲体照顾5周至5个月，按不同种类决定。几乎所有蝙蝠均于白天憩息，夜出觅食。这种习性便于它们侵袭入睡的猎物，而自己不受其他动物或高温阳光的伤害。蝙蝠通常喜欢栖息于孤立的地方，如山洞、缝隙、地洞或建筑物内，也有栖于树上、岩石上的。它们总是倒挂着休息。它们一般聚成群体，从几十只到几十万只。具有回声定位能力的蝙蝠，能产生短促而频率高的声脉冲，这些声波遇到附近物体便反射回来。蝙蝠听到反射回来的回声，能够确定猎物及障碍物的位置和大小。这种本领要求高度灵敏的耳和发声中枢与听觉中枢的紧密结合。蝙蝠个体之间也可能用声脉冲的方式交流。有少部分蝙蝠依靠嗅觉和视觉找寻食物。

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