蝙蝠的耳朵是怎样的

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-05-23 00:40:49

在人们的印象中,蝙蝠往往与黑暗、嗜血、恐怖相连。它昼伏夜出,与吸血鬼为伍,它生活在阴暗的山洞、森林或荒废的古堡里。我想世界上不会有动物比蝙蝠背负更多的“恶名”了。下面我们来科学地认识一下蝙蝠吧。

一、他发现蝙蝠会“武功”

作为哺乳动物中唯一能够真正飞翔的兽类,蝙蝠除一般哺乳动物的特点外,还有一系列适应飞行的形态特征:全身骨质轻,控制飞行的肌肉发达,后肢退化,拥有大大的耳朵。

为什么大耳朵是适应飞行的体型特征呢?这是因为蝙蝠练就的一项独门“武功”——回声定位。蝙蝠飞行时,从口中发出超声波,用耳朵接收声波以便定位。

蝙蝠的这个“武功”最早由一位意大利生物学家斯帕拉捷(Lazzaro Spallanzani)发现。1793年夏天,习惯晚饭后外出散步的斯帕拉捷留意到,很多蝙蝠在夜空中灵活地飞来飞去,从来不会撞到树上或墙壁上。

斯帕拉捷不禁好奇:蝙蝠凭什么特殊本领能在夜空中自由自在地飞行?

二、揭示蝙蝠“武功”的秘密

刚开始,斯帕拉捷认为这些小精灵一定长着一双特别敏锐的眼睛。假如它们的眼睛被遮挡,就不可能在黑夜中灵巧地躲过各种障碍物,并且敏捷地捕捉飞蛾。于是斯帕拉捷蒙住蝙蝠的眼睛,再放飞它们。事实完全出乎他的意料,蝙蝠仍然能够灵活飞行。

斯帕拉捷纳闷了,不用眼睛,蝙蝠怎么辨别前方的物体、捕捉飞蛾?这次,他把蝙蝠的鼻子堵住。结果,蝙蝠还是飞得轻松自如。

“难道他它薄膜似的翅膀,不仅能够飞翔,还能在夜间洞察一切吗?”斯帕拉捷这样猜想。他又捉来几只蝙蝠,用油漆涂满它们的全身,然而还是没有影响到它们飞行。

最后,斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵,把他们放到夜空中。蝙蝠没了先前的神气,像无头苍蝇一样在空中东碰西撞,很快就跌落在地。

啊!在夜间飞行的蝙蝠原来是靠听觉来辨别方向、确认目标的!正是斯帕拉捷的好奇与执着,揭示了蝙蝠飞行的秘密。

后来人们继续研究,终于弄清了其中的原理。蝙蝠靠喉咙发出人耳听不到的“声音”,这种声音沿着直线传播,一碰到物体就像光照到镜子上那样反射回来。蝙蝠用耳朵接收到这种反射回来的“声音”,就能迅速做出路况判断,从而灵巧地自由飞翔、捕捉食物。

实验证明,多数蝙蝠的发声部位是喉咙,但也不尽相同,某些大型的食果蝠如棕果蝠是利用舌头来发声的。

那么,蝙蝠发出的这种听不见的“声音”又是什么呢?没错,正是你们都听说过的超声。根据声音的不同频率,从低到高可将声音分为次声、可听声和超声。人类能够听到的声音频率范围是20赫兹至2万赫兹。频率低于20赫兹的声音,人类听不见,叫“次声波”,但有些动物可以听到,例如大象。

频率高于2万赫兹的声音,人类也听不到,这种声音叫“超声波”。蝙蝠用来定位导航的声音就是“超声波”,这也是蝙蝠夜晚飞行时如此安静的原因。

人们发现“超声”后,对它加以利用,给生活带来了很多便利。其实大家对超声波并不陌生,现如今我们身边就有很多超声波的应用。

例如,医院里常用的B超系统,就是用超声波检查人体的健康情况或胎儿发育情况等。现代社会,很多人的第一张照片就是在妈妈肚子里用B超拍摄的。

此外,超声波清洗技术也比较常见。用超声波可以清洗眼镜等多种生活用品,有些电动牙刷也是利用超声波技术来提高清除污垢的效力。

“倒车雷达“能给驾驶员提供更多的安全提示,已经成为大部分汽车的标配部件,它也是借助超声波来检测障碍物并计算距离的。

北方家庭常用的加湿器也是利用超声波将水打碎成小水滴,从而达到雾化效果。

我们在蝙蝠这位“无声的功臣”身上受到太多的启发,进而使超声被广泛应用于工业、医疗等众多领域,极大地便利了人们的生产生活。我们是不是该感谢蝙蝠呢?

三、为蝙蝠“辟谣”

互联网时代里,每天媒体上都上演着“谣言”与“辟谣”的戏码。在此我也为蝙蝠“辟谣”两条。

第一条,由于原理近似,很多人认为“雷达是根据蝙蝠发明的”,是仿生学的“典范”。真的是这样吗?

我们先来看看雷达的工作原理。雷达通过天线向空中某一方向发射电磁波。这些电磁波遇到目标就会被反射回来;雷达天线再接收反射波,通过对这些数据的处理,计算出目标的距离、速度、高度、方位等信息。

首先,虽然原理上看似相同,但事实上蝙蝠发出的超声波属于机械波,而雷达产生的是电磁波,两者有本质的不同。

其次,早在1886年,德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)证实了电磁波的存在,从而奠定了雷达发明的理论基础。20世纪30年代末期雷达最终成为应用于军事领域的设备。而发现蝙蝠具有超声波和回声定位特性的美国动物学家唐纳德·雷德菲尔德·格里芬(Donald Redfield Griffin),在1938年尝试研究蝙蝠的时候还只是一名哈佛大学的学生,1944年才确定了动物的回声定位(Animal Echolocation) 能力。

所以,雷达的发明与蝙蝠回声定位无关。

第二条,蝙蝠具有回声定位的能力,很多人就认为蝙蝠都是“瞎子”。这是真的吗?

蝙蝠属于翼手目,种类众多,从体型上主要分为大蝙蝠亚目和小蝙蝠亚目,两者利用不同的感觉模式感知周围环境。

大蝙蝠亚目的代表之一就是体型硕大的狐蝠(Pteropus dasymallus)。这种蝙蝠缺乏喉部回声定位能力,依赖嗅觉或视觉寻找食物,它有一个高度发达的视觉系统。

小蝙蝠亚目的视力虽不及大蝙蝠,但在有光的环境中也对飞行起到了辅助作用。虽然它们具有视力,但回声定位能力依然是其感知周围环境的主要手段。

所以,蝙蝠并不是“瞎子”,而且也并非所有的蝙蝠都视力都不好。

说了这么多,大家是不是觉得蝙蝠本事很大呢?当我们面对蝙蝠这位身怀绝技的“自然精灵”时,不应只有恐慌、厌恶甚至是憎恨,而应科学、客观地对待它。对于它带给我们的启发,我们要科学地去研究和利用。

蝙蝠高超的飞行技巧和精巧的回声定位技术,都是人类目前技术水平所望尘莫及的。针对蝙蝠的仿生学、机械学、医学等多方面的研究会日益深入。人类在大自然面前要时刻保持敬畏之心,并与自然环境和谐相处。

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