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活雷达

——蝙蝠

王书荣

地球上居住着1000多种蝙蝠。我们通常所看到的是吃昆虫的蝙蝠;在热带地区,还有吃水果、鱼,甚至吮吸动物和人血的蝙蝠。

夏天,随着暮色降临,蝙蝠从黑暗的岩洞或房舍里飞出来觅食。乍一看,它们飞得似乎杂乱无章,其实它们在追逐着昆虫。它们忽上忽下,兜圈子,急剧地变换着飞行方向——一句话,在空中施展全身技巧。这些动物能在岩洞漆黑的角落里准确无误地定向,也能够在黑暗的夜晚穿越茂密的树林。

是蝙蝠的眼睛特别敏锐吗?我们如果把蝙蝠的双眼罩上,或使之失明,它仍能完全正常地飞行。假使把瞎眼蝙蝠的双耳塞住,那么,它就黔驴技穷了,飞行时到处碰壁。刚取掉塞耳物,蝙蝠又开始正常飞行。这些实验说明:蝙蝠是用耳朵来“看”的。后来,用测量超声波的电子仪器又发现,蝙蝠是用超声波定位的。在飞行期间,这些动物在喉内产生超声波,通过口或鼻孔发射出来;被食物或障碍物反射回来的超声信号,由它们的耳朵接受,并据此判定目标及其距离:是食物,追捕之;是障碍,躲避之。我们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式叫做“回声定位”。

我们的耳朵能听到16~20000赫兹的声振动,频率比20000赫高的声音叫超声波。热带食果蝙蝠能发射复杂的声脉冲,其频率超过人耳听觉上限的7倍。这些超声波非常微弱,甚至用灵敏的微音器也未必能收听到。这种蝙蝠在热带植物丛中飞来飞去觅食香蕉和其他水果时,发射出这样的超声波。属于这一群的,还有热带的食虫蝙蝠及吮吸人和动物血液的妖蝠。美洲白股蝠开始的寻食呼叫频率高达90000赫,这差不多是人耳听觉上限的5倍,但0.05秒钟后其呼叫频率即降低一半。蝙蝠用极大而灵敏的耳朵捕捉反射回来的回声。它不但外耳大,而且内耳特别发达,适于接受很高频率的号叫声和低密度的回声。使人吃惊的是,它们1秒钟内能捕捉和分辨250组回声,同时也发出同等数目的超声波。大的白股蝠即使在口中含有食物时,同样能发射出超声波,成功地避开突然出现在面前的障碍物。

蝙蝠捕捉昆虫的灵活性和准确性是非常惊人的。如果我们把一群果蝇和蚊子放入白股蝠所在的房间里,蝙蝠便立即捕捉飞行中的昆虫,而且以异乎寻常的速度完成之。一般电影摄影机未必能跟得上蝙蝠,它们能在几分之一秒钟内陡然改变方向追歼昆虫。在最初几秒钟内,蝙蝠竟能平均1分钟捕捉14只昆虫,即每4秒钟捕捉1只。也有这样的情况,蝙蝠成功地捕到2只昆虫,总共只费了半秒钟时间,简直是“一眨眼”功夫。同时,人们也查明了,蝙蝠能发现1米外的昆虫。

在电影摄影的同时,人们利用高度灵敏的电子仪器记录蝙蝠发放的声音。结果发现,高频呼叫刚一“探察”到昆虫,蝙蝠的叫声频率陡然上升——它企图找到昆虫。这个频率增长的速度非常快,当蝙蝠靠近昆虫时,呼叫转变成连续的吼声。直至捕捉到昆虫,时间只有几分之一秒钟。当万籁俱寂时,不用专门的仪器也能听到蝙蝠的觅食呼叫声。它们的叫声像隐约可闻的嘀嗒声,并不比手表的声音更响——这是动物所发信号落入人听觉范围的那个微乎其微的部分。由此可见,白股蝠使用的是调频式“雷达”。

蝙蝠的分辨本领是很高的。例如,在实验暗室中,用自动装置把面粉虫和同样大小的金属或塑料圆盘无一定顺序地抛入空中,结果发现,抛上去的面粉虫98%被蝙蝠捕捉了,但对85%的圆盘它们甚至碰也不碰。用频率为2~10万赫的人工超声信号进行的测量表明,从圆盘和面粉虫反射回来的回声信号,在整个频率范围和这些物体的所有可能位置上,几乎有同等的强度。由此得出结论,蝙蝠的回声定位器能够分辨回声的“精细结构”。蝙蝠在飞行中还能把昆虫反射的信号与地表、树林和灌丛反射的信号区分开来,即同时探测几个目标的形貌和位置。况且,蝙蝠常在倾盆大雨中追猎,此时雨点打击树叶的噪声和蝙蝠本身的呼叫产生的回声交织在一起了。蝙蝠经常生活在黑暗的岩洞中,成千上万只甚至几亿只住在一起。当它们在暮色中飞离洞穴和清晨返回时,所有蝙蝠呼叫产生的噪声与洞壁反射的回声交织在一起,对动物来说似乎是震耳欲聋,或者至少是定向被干扰。但是,事实上什么情况也没有发生,大家互不干扰,各行其事。

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