Come funziona l'ecolocalizzazione dei pipistrelli

L'ecolocalizzazione è l'uso combinato della morfologia (caratteristiche fisiche) e sonar (SOund NAvigation and Ranging) che consente pipistrelli per "vedere" usando l'audio. Una mazza usa la laringe per produrre onde ultrasoniche che vengono emesse attraverso la bocca o il naso. Alcuni pipistrelli producono anche clic usando la loro lingua. Il pipistrello sente gli echi che vengono restituiti e confronta il tempo tra quando il segnale è stato inviato e restituito e lo spostamento la frequenza del suono per formare una mappa dei suoi dintorni. Mentre nessun pipistrello è completamente cieco, l'animale può usare il suono per "vedere" nell'oscurità assoluta. La natura sensibile delle orecchie di un pipistrello gli consente di trovare prede anche attraverso l'ascolto passivo. Le creste dell'orecchio di pipistrello agiscono come una lente acustica di Fresnel, permettendo a un pipistrello di ascoltare il movimento degli insetti che vivono nel terreno e il battito delle ali degli insetti.

Alcuni degli adattamenti fisici di un pipistrello sono visibili. Un naso carnoso rugoso funge da megafono per proiettare il suono. La forma complessa, le pieghe e le rughe dell'orecchio esterno di un pipistrello aiutano a ricevere e incanalare i suoni in arrivo. Alcuni adattamenti chiave sono interni. Le orecchie contengono numerosi recettori che consentono ai pipistrelli di rilevare piccoli cambiamenti di frequenza. Il cervello di un pipistrello mappa i segnali e persino spiega l'effetto Doppler volare ha l'ecolocalizzazione. Poco prima che una mazza emetta un suono, il minuscole ossa dell'orecchio interno separato per ridurre la sensibilità uditiva dell'animale, in modo che non si assorba da solo. Una volta che i muscoli della laringe si contraggono, l'orecchio medio si rilassa e le orecchie possono ricevere l'eco.

Esistono due tipi principali di ecolocalizzazione:

• Ecolocalizzazione a ciclo di lavoro ridotto consente ai pipistrelli di stimare la loro distanza da un oggetto in base alla differenza tra il momento in cui viene emesso un suono e il ritorno dell'eco. La chiamata che un pipistrello fa per questa forma di ecolocalizzazione è tra i suoni aerei più rumorosi prodotti da qualsiasi animale. L'intensità del segnale varia da 60 a 140 decibel, che equivalgono al suono emesso da un rilevatore di fumo a 10 centimetri di distanza. Queste chiamate sono ultrasoniche e generalmente al di fuori della portata dell'udito umano. Gli umani sentono nella gamma di frequenze da 20 a 20.000 Hz, mentre i microbat emettono chiamate da 14.000 a oltre 100.000 Hz.
• Ecolocation del ciclo ad alto rendimento fornisce ai pipistrelli informazioni sul movimento e sulla posizione tridimensionale della preda. Per questo tipo di ecolocalizzazione, una mazza emette una chiamata continua mentre ascolta la variazione della frequenza dell'eco restituita. I pipistrelli evitano di assordarsi emettendo una chiamata al di fuori della loro gamma di frequenza. L'eco ha una frequenza inferiore e rientra nell'intervallo ottimale per le orecchie. Piccoli cambiamenti nella frequenza possono essere rilevati. Ad esempio, la mazza a ferro di cavallo è in grado di rilevare differenze di frequenza fino a 0,1 Hz.

Mentre la maggior parte delle chiamate di pipistrello sono ultrasoniche, alcune specie emettono clic udibili di ecolocalizzazione. Il pipistrello maculato (Euderma maculatum) emette un suono che ricorda due pietre che si colpiscono. Il pipistrello ascolta il ritardo dell'eco.

Le chiamate bat sono complicate, generalmente composte da una combinazione di chiamate a frequenza costante (CF) e modulate in frequenza (FM). Le chiamate ad alta frequenza vengono utilizzate più spesso perché offrono informazioni dettagliate su velocità, direzione, dimensioni e distanza della preda. Le chiamate a bassa frequenza viaggiano oltre e vengono utilizzate principalmente per mappare oggetti immobili.

Le falene lo sono preda popolare per i pipistrelli, quindi alcune specie hanno sviluppato metodi per battere l'ecolocalizzazione. La tigre falena (Bertholdia trigona) inceppa i suoni ultrasonici. Un'altra specie pubblicizza la sua presenza generando i propri segnali ultrasonici. Ciò consente ai pipistrelli di identificare ed evitare prede velenose o sgradevoli. Altre specie di falene hanno un organo chiamato timpano che reagisce agli ultrasuoni in arrivo provocando la contrazione dei muscoli di volo della falena. La falena vola in modo irregolare, quindi è più difficile catturare un pipistrello.

Oltre all'ecolocalizzazione, i pipistrelli usano altri sensi non disponibili per l'uomo. I microbat possono vedere in condizioni di scarsa luminosità. A differenza degli umani, alcuni vedere la luce ultravioletta. Il detto "cieco come un pipistrello" non si applica affatto ai megabat, come vedono queste specie così come, o meglio, degli umani. Come uccelli, pipistrelli può rilevare campi magnetici. Mentre gli uccelli usano questa capacità di percepire la loro latitudine, i pipistrelli lo usano per dire a nord da sud.

Riferimenti

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