Co piątym gatunkiem ssaków jest nietoperz. Ta grupa, która odniosła niesłychany sukces, dzieli się na dwa główne obozy. Tak zwane nietoperze owadożerne (
Microchiroptera) obejmują wampiry, podkowcowate i około tysiąca innych gatunków, a wszystkie używają sonaru do odnajdywania drogi w ciemności. Wydają dźwięki o wysokiej częstotliwości i używają powracającego echa do mapowania świata, tak samo jak łódź podwodna.
Druga grupa, nietoperze owocożerne (
Megachiroptera), ma mniej niż 200 gatunków. Na ogół są większe i, z
jednym wyjątkiem, nie używają echolokacji. Nie mają ani wyspecjalizowanych części ciała, potrzebnych do wydawania dźwięków, ani
sygnatur genowych, które są wspólne dla użytkowników sonaru. Zamiast tego polegają na dużych oczach, żeby widzieć w nocy.
Tak przynajmniej wszyscy jak dotąd uważali.
Arjan Boonman z Uniwersytetu w Tel Awiwie popsuł tę starą koncepcję przez pokazanie, że trzy gatunki nietoperzy owocożernych używają swego rodzaju echolokacji. Mają sonar. No dobrze, jest to bardzo marny i niewydajny sonar, niemniej jest to sonar. Jeszcze dziwaczniejsze jest to, że nietoperze produkują sygnały dźwiękowe skrzydłami.
Już wcześniej były takie podejrzenia. W latach 1980. Edwin Gould odkrył, że Eonycteris spelea (jaskiniowiec nektarolubny, MK) z południowowschodniej Azji wydaje klikające dźwięki podczas lotu. Gould odkrył, że nietoperz klaskał skrzydłami przy każdym machnięciu, ale nie potrafił wyjaśnić, czy te dźwięki mają jakiś cel. Boonman chciał dowiedzieć się więcej.
Razem z Sarą Bumrungsri i Yossim Yovelem badał tego nietoperza, jak również Cynopterus brachyotis (krótkonosy mniejszy, MK) i Macroglossus sobrinus (długojęzyczny, MK). Odkrył, że kiedy zwierzęta latały w całkowicie zaciemnionym tunelu, wszystkie wydawały dające się słyszeć dźwięki. Nie były więc one przypadkowym produktem ubocznym latania. Zespół pokazał, że nietoperze potrafią dostosować tempo tych dźwięków i wydają je bardziej gorączkowo, kiedy latają w ciemności niż przy świetle. Być może naprawdę używają tych dźwięków, żeby znaleźć drogę.
Dla przetestowania tej tezy zespół wpuścił nietoperze do pokoju, w którym rozwiesili grube na 2,5 cm kable. Ten rodzaj toru przeszkód jest klasyką w badaniach nietoperzy i gatunki używające echolokacji z łatwością omijają kable. Nietoperze owocożerne tego nie potrafiły. Mimo wydawanych dźwięków często wpadały na przeszkody.
Zespół się jednak nie poddał. Wytrenowali dwanaście nietoperzy jaskiniowców nektarolubnych i krótkonosych do rozróżniania między dwiema płytami o szerokości metra: twardszą, która znakomicie odbijała echo, i pokrytą materiałem, która absorbowała więcej dźwięku. Wizualnie płyty były bardzo podobne, akustycznie były to dwa różne światy. I nietoperze potrafiły to rozróżnić. Szybko nauczyły się lądować na właściwej płycie i udawało im się to z częstotliwością 7 razy na 10.
Nie robiły jednak tego zbyt elegancko. Jak zespół napisał w raporcie: „Mimo że ich cel był bardzo duży, nasze nietoperze potrzebowały wielu prób, żeby wylądować, często wpadając na płytę w niekontrolowany sposób”. W odróżnieniu od nietoperzy owadożernych, gdzie niektóre potrafią wyciągnąć pająki z pajęczyn bez zaplątania się w nie, te duże gatunki ledwo potrafią ocenić odległość do olbrzymiej płyty. Ich sonary są prymitywne, co wyjaśnia, dlaczego to zachowanie nie zostało odkryte wcześniej. Ludzie dawali im zadania, które leżały poza ich możliwościami.
Zespół Boonmana odkrył także, że nietoperze owocożerne wydają swoje dźwięki w dziwaczny sposób. Nietoperze owadożerne używają krtani w ten sam sposób, w jaki my mówimy lub śpiewamy. Nietoperz rudawka nilowa jak dotąd jedyny nietoperz owocożerny, o którym wiedziano, że używa sonaru – ma inną technikę: mlaska językiem. Trzy nietoperze Boonmana zamykają pyszczki w czasie lotu. Wydają jednak dźwięki i nie powstrzymuje ich zaklejenie im pyszczków.
Inne zamiast tego wydają się używać skrzydeł. Dźwięki są doskonale zsynchronizowane z uderzeniami skrzydeł i można je powstrzymać obciążając jedno skrzydło. Być może, nietoperze klaszczą skrzydłami, jak sugerował Gould, albo uderzają nimi o jakieś inne części ciała, lub nawet strzelają stawami skrzydeł, jak my możemy strzelać stawami palców.
“Wyraźnie dzieje się coś niezwykłego, bo nie wydaje się to być związane z częstotliwością uderzeń skrzydłami” – mówi Gareth Jones z University of Bristol. To jest, nietoperze nie wydają się machać skrzydłami inaczej w jasny dzień i w całkowitej ciemności. „Gdyby to zależało od zwykłego machania skrzydłami, powinna być zależność 1:1 między machnięciem skrzydeł i klaśnięciem, ale tak nie jest. Dzieje się tu coś dziwnego”.
“To odkrycie zmienia dyskusję o tym, jak nietoperze mogły wyewoluować skomplikowaną echolokację – mówi Aaron Corcoran z Wake Forest University. – Wyniki są zbyt ograniczone, by odpowiedzieć na to trudne pytanie, ale spowodują, że biolodzy zajmujący się nietoperzami na nowo przemyślą różne możliwości”.
Badacze nietoperzy są podzieleni w sprawie tego, ile razy wyewoluowała echolokacja. Jedni uważają, że wyewoluowała jeden raz u wspólnego przodka wszystkich nietoperzy, a potem została stracona u nietoperzy owocożernych. Inni sugerują, że wyewoluowała dwa razy w różnych liniach rodowych nietoperzy owadożernych, a nietoperze owocożerne nigdy jej nie miały. Według obu scenariuszy rudawka nilowa niezależnie wyewoluowała technikę mlaskania językiem. Klaskanie skrzydłami innych nietoperzy owocożernych może reprezentować jeszcze inne pochodzenie. „To jest duże odkrycie w badaniach nad echolokacją – mówi Marc Holderied z University of Bristol. - Jest to trzecia, niezależna ewolucja echolokacji, co jest prawdziwie fascynujące”.
Klaskanie skrzydłami może nawet dawać wskazówki, jak wyewoluowały lepsze sonary innych nietoperzy. Nie potrzeba żadnych specjalnych adaptacji, żeby używać prymitywnej formy echolokacji. Potrafią to robić także niewidomi ludzie przy wystarczająco dobrym treningu. Niektórzy sugerują, że nietoperze początkowo używały echolokacji, by ominąć duże przeszkody, takie jak ściany jaskini, zanim udoskonaliły technikę do precyzyjnego znajdowania drogi.
Trzeba wyjaśnić, czy sonar nietoperzy owocożernych nie jest bezpośrednim poprzednikiem sonaru nietoperzy owadożernych. Myśl o tym raczej jako o obrazie historycznym – rekonstrukcji możliwej przeszłości. Jak pisze Boonman: „Sądzimy, że nietoperze owocożerne są skamielinami behawioralnymi, pokazując prastare zachowanie sensoryczne, które (nawet jeśli wyewoluowało niedawno) daje nieczęsty wgląd w ewolucję układu czuciowego”.
Źródło: Boonman, Bumrungsri & Yovel. 2014. Nonecholocating Fruit Bats Produce Biosonar Clicks with Their Wings. Current Biology http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.10.077
Fruit Bats Have Sonar Too (But It’s Not Very Good)
Not Exactly Rocket Science, 4 grudnia 2014
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
