Stwierdzono, iż nietoperze wykonujące echolokację posiadają akustyczną mapę poznawczą swojego zasięgu, umożliwiającą im poruszanie się na dystansach w skali kilometrowej dzięki samej echolokacji. To odkrycie, niedawno opublikowane w czasopiśmie Science, wykazali naukowcy z Instytutu Zachowania Zwierząt im. Maxa Plancka, Centrum Doskonałości Cluster of Excellence Center for the Advanced Study of Collective Behaviour na Uniwersytecie w Konstancji w Niemczech, Uniwersytecie w Tel Awiwie i Uniwersytecie Hebrajskim w Jerozolimie , Izrael.
Czy byłbyś w stanie natychmiast rozpoznać swoją lokalizację i znaleźć drogę do domu z dowolnego przypadkowego punktu w promieniu trzech kilometrów, w całkowitej ciemności, mając jedynie latarkę? Nietoperze wykonujące echolokację stoją przed podobnym wyzwaniem, a lokalna i ukierunkowana wiązka dźwięku – ich echolokacja – wskazuje im drogę. Nietoperze od dawna znane są z wykorzystywania echolokacji do omijania przeszkód i orientowania się. Jednak zespół badawczy, kierowany przez Ayę Goldshtein z grupy Iaina Couzina w Instytucie Zachowania Zwierząt im. Maxa Plancka i Centrum Doskonałości Cluster of Excellence for the Advanced Study of Collective Behaviour na Uniwersytecie w Konstancji, wykazał teraz, iż nietoperze potrafią określić swoją lokalizację choćby po przemieszczeniu i korzystaj z echolokacji do nawigacji na dużych dystansach w oparciu o mapy.
Badanie na 6-gramowych lekkich nietoperzach
Aby to zbadać, zespół przeprowadził eksperymenty z pipistrelle Kuhla (Pipistrellus kuhlii), gatunkiem nietoperza ważącym zaledwie 6 gramów, w izraelskiej dolinie Hula. W ciągu kilku nocy badacze wyśledzili 76 nietoperzy w pobliżu ich kryjówek i przenieśli je do różnych punktów w promieniu trzech kilometrów, ale przez cały czas w ich zasięgu. Każdy nietoperz został oznakowany innowacyjnym, lekkim systemem odwrotnego śledzenia GPS o nazwie ATLAS, który zapewniał śledzenie w czasie rzeczywistym w wysokiej rozdzielczości.
Niektórym nietoperzom wyposażono wyłącznie w system ATLAS, podczas gdy inne poddano dodatkowym manipulacjom, aby ocenić, jak ich wzrok, węch, zmysł magnetyczny i echolokacja wpływają na ich zdolność do powrotu do kryjówek. Co ciekawe, choćby przy zastosowaniu samej echolokacji 95 procent nietoperzy powróciło na swoje kryjówki w ciągu kilku minut, co pokazuje, iż nietoperze mogą prowadzić nawigację w skali kilometra, korzystając wyłącznie z wysoce kierunkowego i stosunkowo lokalnego sposobu wykrywania. Wykazano jednak również, iż nietoperze, jeżeli są dostępne, usprawniają nawigację dzięki wzroku. „Byliśmy zaskoczeni, gdy odkryliśmy, iż te nietoperze również potrafią widzieć” – zauważa Aya Goldshtein. „Nie tego się spodziewaliśmy. Niesamowitym było zobaczyć, iż choćby z tak małymi oczami mogą polegać na wzroku w takich warunkach”.
Modulacja lotu każdego nietoperza
Oprócz eksperymentów terenowych zespół stworzył szczegółową mapę całej doliny. „Chcieliśmy zwizualizować, czego doświadczył każdy nietoperz podczas lotu i zrozumieć, w jaki sposób wykorzystywał informacje akustyczne do nawigacji” – wyjaśnia Xing Chen z laboratorium Yossi Yovela na Uniwersytecie w Tel Awiwie, który opracował rekonstrukcję doliny.
Model ujawnił, iż nietoperze mają tendencję do latania w pobliżu obiektów środowiskowych o wyższej „entropii echa” – czyli obszarów dostarczających bogatszych informacji akustycznych. „W fazie lokalizacji nietoperze wykonują kręty lot, który w pewnym momencie zmienia się w lot kierunkowy w kierunku celu, co sugeruje, iż już wiedzą, gdzie się znajdują” – mówi Goldshtein. „Nietoperze latają w pobliżu obiektów środowiskowych, mając więcej informacji akustycznych i podejmują decyzje nawigacyjne”. Nietoperze potrafią wykorzystać te informacje akustyczne do rozróżnienia elementów środowiska, takich jak drzewo i droga, i w ten sposób wykorzystać je jako akustyczne punkty orientacyjne.
Nietoperze mają akustyczną mapę mentalną
Z badania wynika, iż pipistrele Kuhla mogą poruszać się na dystansie kilku kilometrów, korzystając wyłącznie z echolokacji. Jednakże, gdy dostępny jest wzrok, poprawiają one wydajność nawigacji, łącząc oba zmysły. Po przemieszczeniu te małe nietoperze najpierw identyfikują swoje nowe miejsce, a następnie odlatują do domu, wykorzystując elementy środowiska z charakterystycznymi sygnałami akustycznymi jako punkty orientacyjne. To zachowanie sugeruje, iż posiadają akustyczną mapę mentalną swojego zasięgu.
