冬日阳光

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