發(fā)現(xiàn)蝙蝠會“武功”

作為哺乳動物中唯一能夠真正飛翔的獸類，蝙蝠除一般哺乳動物的特點外，還有一系列適應飛行的形態(tài)特征：全身骨質(zhì)輕，控制飛行的肌肉發(fā)達，后肢退化，擁有大大的耳朵。為什么大耳朵是適應飛行的體形特征呢？這是因為蝙蝠練就的一項獨門“武功”——回聲定位。蝙蝠飛行時，從口中發(fā)出超聲波，用耳朵接收聲波以便定位。

蝙蝠的這個“武功”最早由意大利生物學家斯帕拉捷發(fā)現(xiàn)。1793年夏天，習慣晚飯后外出散步的斯帕拉捷留意到，很多蝙蝠在夜空中靈活地飛來飛去，從來不會撞到樹上或墻壁上。斯帕拉捷不禁好奇：蝙蝠到底是憑借什么特殊本領(lǐng)在夜空中自由自在地飛行？

蝙蝠“武功”的秘密

剛開始，斯帕拉捷認為這些小精靈一定長著一雙特別敏銳的眼睛。假如它們的眼睛被遮擋，就不可能在黑夜中靈巧地躲過各種障礙物，并且敏捷地捕捉飛蛾。于是斯帕拉捷蒙住蝙蝠的眼睛，再放飛它們。事實完全出乎他的意料，蝙蝠仍能夠靈活飛行。斯帕拉捷納悶了，不用眼睛，蝙蝠怎么辨別前方的物體、捕捉飛蛾？這次，他把蝙蝠的鼻子堵住。結(jié)果，蝙蝠還是飛得輕松自如?！半y道薄膜似的翅膀，不僅能夠飛翔，還能在夜間洞察一切嗎？”斯帕拉捷這樣猜想。他又捉來幾只蝙蝠，用油漆涂滿它們的全身，然而還是沒有影響到它們飛行。斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵，把它們放到夜空中。蝙蝠沒了先前的神氣，像無頭蒼蠅一樣在空中東碰西撞，很快就跌落在地。在夜間飛行的蝙蝠原來是靠聽覺來辨別方向、確認目標的。正是斯帕拉捷的好奇與執(zhí)著，揭示了蝙蝠飛行的秘密。

后來人們繼續(xù)研究，弄清了其中的原理。蝙蝠靠喉嚨發(fā)出人耳聽不到的“聲音”，這種聲音沿著直線傳播，一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來。蝙蝠用耳朵接收到這種反射回來的“聲音”，就能迅速作出路況判斷，從而靈巧地自由飛翔、捕捉食物。

實驗證明，多數(shù)蝙蝠的發(fā)聲部位是喉嚨，但也不盡相同，某些大型的食果蝠如棕果蝠是利用舌頭來發(fā)聲的。

那么，蝙蝠發(fā)出的這種聽不見的“聲音”又是什么呢？正是超聲。根據(jù)聲音的不同頻率，從低到高可將聲音分為次聲、可聽聲和超聲。人類能夠聽到的聲音頻率范圍是20～20 000赫茲。頻率低于20赫茲的聲音，人類聽不見，叫“次聲波”，但有些動物可以聽到，例如大象。頻率高于20 000赫茲的聲音，人類也聽不到，這種聲音叫“超聲波”。蝙蝠用來定位導航的聲音就是超聲波，這也是蝙蝠夜晚飛行時如此安靜的原因。

人們發(fā)現(xiàn)超聲后，對它加以利用，給生活帶來便利。大家對超聲波并不陌生，現(xiàn)如今我們身邊有很多超聲波的應用實例。例如，醫(yī)院里常用的B超系統(tǒng)，就是用超聲波檢查人體的健康情況或胎兒發(fā)育情況等?，F(xiàn)代社會，很多人的第一張照片就是在媽媽肚子里用B超拍攝的。此外，超聲波清洗技術(shù)也比較常見。用超聲波可以清洗眼鏡等多種生活用品，有些電動牙刷也是利用超聲波技術(shù)來提高清除污垢的效力?！暗管嚴走_”能給駕駛員提供更多的安全提示，已經(jīng)成為大部分汽車的標配部件，它也是借助超聲波來檢測障礙物并計算距離的。北方家庭常用的加濕器也是利用超聲波將水打碎成小水滴，從而達到霧化效果。

人類在蝙蝠這位“無聲的功臣”身上受到太多的啟發(fā)，進而使超聲被廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域，為人們的生產(chǎn)生活提供了諸多便利。

為蝙蝠“辟謠”

由于原理近似，很多人認為“雷達是根據(jù)蝙蝠發(fā)明的”，是仿生學的“典范”。真的是這樣嗎？

雷達通過天線向空中某一方向發(fā)射電磁波，這些電磁波遇到目標就會被反射回來，雷達天線再接收反射波，通過對這些數(shù)據(jù)的處理，計算出目標的距離、速度、高度、方位等信息。雖然原理上看似相同，但是事實上蝙蝠發(fā)出的超聲波屬于機械波，而雷達產(chǎn)生的是電磁波，兩者有本質(zhì)的不同。所以，雷達的發(fā)明與蝙蝠回聲定位無關(guān)。

蝙蝠具有回聲定位的能力，很多人就認為蝙蝠都是“瞎子”。這是真的嗎？

蝙蝠屬于翼手目，種類眾多，從體型上主要分為大蝙蝠亞目和小蝙蝠亞目，兩者利用不同的感覺模式感知周圍環(huán)境。大蝙蝠亞目的代表之一就是體型碩大的狐蝠。這種蝙蝠缺乏喉部回聲定位能力，依賴嗅覺或視覺尋找食物，它有一個高度發(fā)達的視覺系統(tǒng)。小蝙蝠亞目的視力雖不及大蝙蝠，但在有光的環(huán)境中也對飛行起到輔助作用。雖然它們具有視力，但回聲定位能力依然是其感知周圍環(huán)境的主要手段。所以，蝙蝠并不是“瞎子”，也并非所有的蝙蝠視力都不好。

當面對蝙蝠這位身懷絕技的“自然精靈”時，不應只有恐慌、厭惡甚至是憎恨，而應科學、客觀地對待它。對于它帶給我們的啟發(fā)，要科學地去研究和利用。蝙蝠高超的飛行技巧和精巧的回聲定位技術(shù)，都是人類目前的技術(shù)水平所望塵莫及的。