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蝙蝠的技能是什么

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在人们的印象中,蝙蝠往往与黑暗、嗜血、恐怖相连。它昼伏夜出,与吸血鬼为伍,它生活在阴暗的山洞、森林或荒废的古堡里。我想世界上不会有动物比蝙蝠背负更多的“恶名”了。下面我们来科学地认识一下蝙蝠吧。

蝙蝠的技能是什么

一、他发现蝙蝠会“武功”

作为哺乳动物中唯一能够真正飞翔的兽类,蝙蝠除一般哺乳动物的特点外,还有一系列适应飞行的形态特征:全身骨质轻,控制飞行的肌肉发达,后肢退化,拥有大大的耳朵。

为什么大耳朵是适应飞行的体型特征呢?这是因为蝙蝠练就的一项独门“武功”——回声定位。蝙蝠飞行时,从口中发出超声波,用耳朵接收声波以便定位。

蝙蝠的这个“武功”最早由一位意大利生物学家斯帕拉捷(Lazzaro Spallanzani)发现。1793年夏天,习惯晚饭后外出散步的斯帕拉捷留意到,很多蝙蝠在夜空中灵活地飞来飞去,从来不会撞到树上或墙壁上。

斯帕拉捷不禁好奇:蝙蝠凭什么特殊本领能在夜空中自由自在地飞行?

二、揭示蝙蝠“武功”的秘密

刚开始,斯帕拉捷认为这些小精灵一定长着一双特别敏锐的眼睛。假如它们的眼睛被遮挡,就不可能在黑夜中灵巧地躲过各种障碍物,并且敏捷地捕捉飞蛾。于是斯帕拉捷蒙住蝙蝠的眼睛,再放飞它们。事实完全出乎他的意料,蝙蝠仍然能够灵活飞行。

斯帕拉捷纳闷了,不用眼睛,蝙蝠怎么辨别前方的物体、捕捉飞蛾?这次,他把蝙蝠的鼻子堵住。结果,蝙蝠还是飞得轻松自如。

“难道他它薄膜似的翅膀,不仅能够飞翔,还能在夜间洞察一切吗?”斯帕拉捷这样猜想。他又捉来几只蝙蝠,用油漆涂满它们的全身,然而还是没有影响到它们飞行。

最后,斯帕拉捷堵住蝙蝠的耳朵,把他们放到夜空中。蝙蝠没了先前的神气,像无头苍蝇一样在空中东碰西撞,很快就跌落在地。

啊!在夜间飞行的蝙蝠原来是靠听觉来辨别方向、确认目标的!正是斯帕拉捷的好奇与执着,揭示了蝙蝠飞行的秘密。

后来人们继续研究,终于弄清了其中的原理。蝙蝠靠喉咙发出人耳听不到的“声音”,这种声音沿着直线传播,一碰到物体就像光照到镜子上那样反射回来。蝙蝠用耳朵接收到这种反射回来的“声音”,就能迅速做出路况判断,从而灵巧地自由飞翔、捕捉食物。

实验证明,多数蝙蝠的发声部位是喉咙,但也不尽相同,某些大型的食果蝠如棕果蝠是利用舌头来发声的。

那么,蝙蝠发出的这种听不见的“声音”又是什么呢?没错,正是你们都听说过的超声。根据声音的不同频率,从低到高可将声音分为次声、可听声和超声。人类能够听到的声音频率范围是20赫兹至2万赫兹。频率低于20赫兹的声音,人类听不见,叫“次声波”,但有些动物可以听到,例如大象。

频率高于2万赫兹的声音,人类也听不到,这种声音叫“超声波”。蝙蝠用来定位导航的声音就是“超声波”,这也是蝙蝠夜晚飞行时如此安静的原因。

人们发现“超声”后,对它加以利用,给生活带来了很多便利。其实大家对超声波并不陌生,现如今我们身边就有很多超声波的应用。

例如,医院里常用的B超系统,就是用超声波检查人体的健康情况或胎儿发育情况等。现代社会,很多人的第一张照片就是在妈妈肚子里用B超拍摄的。

此外,超声波清洗技术也比较常见。用超声波可以清洗眼镜等多种生活用品,有些电动牙刷也是利用超声波技术来提高清除污垢的效力。

“倒车雷达“能给驾驶员提供更多的安全提示,已经成为大部分汽车的标配部件,它也是借助超声波来检测障碍物并计算距离的。

北方家庭常用的加湿器也是利用超声波将水打碎成小水滴,从而达到雾化效果。

我们在蝙蝠这位“无声的功臣”身上受到太多的启发,进而使超声被广泛应用于工业、医疗等众多领域,极大地便利了人们的生产生活。我们是不是该感谢蝙蝠呢?

三、为蝙蝠“辟谣”

互联网时代里,每天媒体上都上演着“谣言”与“辟谣”的戏码。在此我也为蝙蝠“辟谣”两条。

第一条,由于原理近似,很多人认为“雷达是根据蝙蝠发明的”,是仿生学的“典范”。真的是这样吗?

我们先来看看雷达的工作原理。雷达通过天线向空中某一方向发射电磁波。这些电磁波遇到目标就会被反射回来;雷达天线再接收反射波,通过对这些数据的处理,计算出目标的距离、速度、高度、方位等信息。

首先,虽然原理上看似相同,但事实上蝙蝠发出的超声波属于机械波,而雷达产生的是电磁波,两者有本质的不同。

其次,早在1886年,德国物理学家海因里希鲁道夫赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)证实了电磁波的存在,从而奠定了雷达发明的理论基础。20世纪30年代末期雷达最终成为应用于军事领域的设备。而发现蝙蝠具有超声波和回声定位特性的美国动物学家唐纳德雷德菲尔德格里芬(Donald Redfield Griffin),在1938年尝试研究蝙蝠的时候还只是一名哈佛大学的学生,1944年才确定了动物的回声定位(Animal Echolocation) 能力。

所以,雷达的发明与蝙蝠回声定位无关。

第二条,蝙蝠具有回声定位的能力,很多人就认为蝙蝠都是“瞎子”。这是真的吗?

蝙蝠属于翼手目,种类众多,从体型上主要分为大蝙蝠亚目和小蝙蝠亚目,两者利用不同的感觉模式感知周围环境。

大蝙蝠亚目的代表之一就是体型硕大的狐蝠(Pteropus dasymallus)。这种蝙蝠缺乏喉部回声定位能力,依赖嗅觉或视觉寻找食物,它有一个高度发达的视觉系统。

小蝙蝠亚目的视力虽不及大蝙蝠,但在有光的环境中也对飞行起到了辅助作用。虽然它们具有视力,但回声定位能力依然是其感知周围环境的主要手段。

所以,蝙蝠并不是“瞎子”,而且也并非所有的蝙蝠都视力都不好。

说了这么多,大家是不是觉得蝙蝠本事很大呢?当我们面对蝙蝠这位身怀绝技的“自然精灵”时,不应只有恐慌、厌恶甚至是憎恨,而应科学、客观地对待它。对于它带给我们的启发,我们要科学地去研究和利用。

蝙蝠高超的飞行技巧和精巧的回声定位技术,都是人类目前技术水平所望尘莫及的。针对蝙蝠的仿生学、机械学、医学等多方面的研究会日益深入。人类在大自然面前要时刻保持敬畏之心,并与自然环境和谐相处。