
背著GPS設備的蝙蝠 圖片來源:Teague OMara
盡管科學家知道一些蝙蝠可以飛到1600米的高度,但在沒有夜間上升氣流的情況下,它們(men) 如何做到這一點呢?現在,研究人員在2月5日發表於(yu) 《當代生物學》的論文中,揭示了蝙蝠高空飛行的秘密。
事實證明,歐洲無尾蝙蝠具有強大的飛行能力,研究人員甚至測得其自主飛行速度達135km/h,當然這也依賴於(yu) 隆起的地形——隨著地形抬高氣流也隨之上升,從(cong) 而幫助它們(men) 飛得更高,就像鳥類在白天那樣。但是,因為(wei) 在寒冷夜晚很難找到上升暖氣流,蝙蝠不得不依賴於(yu) 合適的區域達到一定的飛行高度。
美國東(dong) 南路易斯安那大學和德國馬普學會(hui) 動物行為(wei) 研究所的Teague OMara解釋說:“我們(men) 證明了通過風和地形可以預測出能夠支持蝙蝠向上飛的區域,它們(men) 利用這些因素到達高空同時降低飛行速度。然後,蝙蝠結合風況引導自己上升,巧妙地利用了夜間環境中的垂直風能。”
為(wei) 了得到這些發現,OMara和同事給這些無尾蝙蝠安裝了高分辨率的GPS記錄器——每30秒記錄一次它們(men) 在三維空間中的位置。研究人員跟蹤了它們(men) 3天、每晚大約6個(ge) 小時。數據顯示,蝙蝠在太陽落山後出現,整夜不停地飛行,然後才返回棲息地。
他們(men) 觀察到,蝙蝠通常會(hui) 沿著它們(men) 熟悉的路線飛行,但偶爾也會(hui) 飛得比較高,能在20分鍾內(nei) 達到離地麵約1609米的高度。相比300米左右的中等高度爬升,蝙蝠向高空爬升的過程更快、時間更長、空速更低。大多數蝙蝠在到達最高點後迅速下降,形成了類似過山車的飛行軌跡。
研究人員驚訝地發現,蝙蝠的高空飛行非常容易預測。數據顯示,蝙蝠使用的是同類地形——盡管不一定總是完全相同的地點,這些地方的風會(hui) 掃上斜坡,把它們(men) 帶到高空。研究結果表明,蝙蝠解決(jue) 飛行問題的方式與(yu) 鳥類相似——隻不過發生在夜間。
“這些無尾蝙蝠似乎找到了將每晚尋找食物所需的能量降到最低的方法。”OMara說,“對於(yu) 一個(ge) 隻能感知前方30~50米的動物來說,這是一個(ge) 非常難以置信的挑戰。飛到1600米高空需要很高的能量,而這些蝙蝠找到了禦風飛翔的方法。”
OMara說,“我們(men) 還要弄清楚它們(men) 是如何做到這一點的,以及是否可以應用到其他場景中”,比如高速低能耗仿生飛行設備。(唐一塵)
相關(guan) 論文信息:
https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.12.042
《中國科學報》 (2021-02-08 第2版 國際)