Новое исследование Тель-Авивского университета впервые показало, что летучие мыши знают скорость звука с рождения. Чтобы доказать это, исследователи выращивали летучих мышей с момента их рождения в обогащенной гелием среде, в которой скорость звука выше обычной. Они обнаружили, что в отличие от людей, которые воспринимают мир в единицах расстояния, летучие мыши воспринимают мир в единицах времени. Это означает, что летучая мышь воспринимает насекомое на расстоянии девяти миллисекунд, а не полутора метров, как считалось до сих пор.
Исследование было опубликовано в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Чтобы определить, где что-то находится в пространстве, летучие мыши используют сонар — они производят звуковые волны, которые ударяют по объектам и отражаются обратно в летучую мышь. Летучие мыши могут оценить положение объекта на основе времени, которое проходит между моментом возникновения звуковой волны и моментом ее возвращения летучей мыши. Этот расчет зависит от скорости звука, которая может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды, таких как состав воздуха или температура. Например, может быть разница почти в 10% между скоростью звука в разгар лета, когда воздух горячий и звуковые волны распространяются быстрее, и зимой. С момента обнаружения сонара у летучих мышей 80 лет назад, исследователи пытались выяснить, приобретают ли летучие мыши способность измерять скорость звука в течение жизни или рождаются с этим врожденным, постоянным чувством.
Теперь исследователи под руководством профессора Йоси Йовеля, главы школы нейробиологии Сагола и преподавателя школы зоологии на факультете естественных наук, и его бывшего докторанта доктора Эрана Амихай сумели ответить на этот вопрос. Ученные провели эксперимент, в котором им удалось управлять скоростью звука. Они обогатили состав воздуха гелием, чтобы увеличить скорость звука, и в этих условиях вырастили детенышей летучих мышей с момента их рождения, а также поместили уже взрослых летучих мышей. Ни взрослые летучие мыши, ни детеныши летучих мышей не смогли приспособиться к новой скорости звука и постоянно приземлялись перед целью, что указывало на то, что они воспринимали цель как более близкую, то есть они не корректировали свое поведение в сторону большей скорость звука.
Поскольку это происходило как у взрослых летучих мышей, которые научились летать в нормальных условиях окружающей среды, так и у детенышей, которые научились летать в среде с более высокой скоростью звука, чем обычно, исследователи пришли к выводу, что скорость звука у летучих мышей это врожденное — они постоянно это чувствуют. «Поскольку летучие мыши должны научиться летать в течение короткого времени после своего рождения, — объясняет профессор Йовель, — мы предполагаем, что эволюционный «выбор» был сделан в пользу рождения с этим чувством, чтобы сэкономить время в течение чувствительного периода развития».
Еще один интересный вывод исследования заключается в том, что летучие мыши на самом деле не вычисляют расстояние до цели по скорости звука. Поскольку они не регулируют скорость звука, закодированного в их мозгу, кажется, что они также не переводят время, необходимое для возвращения звуковых волн, в единицы расстояния. Следовательно, их пространственное восприятие фактически основано на измерениях времени, а не расстояния.
Профессор Йоси Йовель: «Что больше всего меня взволновало в этом исследовании, так это то, что мы смогли ответить на очень простой вопрос — мы обнаружили, что на самом деле летучие мыши измеряют не расстояние, а время, чтобы ориентироваться в пространстве. Это может звучать похоже на семантическую разницу, но я думаю, что это означает, что их пространственное восприятие фундаментально отличается от восприятия людей и других визуальных существ, по крайней мере, когда они полагаются на сонар. Интересно видеть, насколько разнообразна эволюция в стратегиях вычислений мозга, которые она производит».