蝙蝠类动物全世界共有900多种,我国约有81种,是哺乳类中仅次于啮齿目的第二大类群。它们可以大体上分成大蝙蝠和小蝙蝠两大类,大蝙蝠类分布于东半球热带和亚热带地区,体形较大,身体结构也较原始,包括狐蝠科1科。小蝙蝠类分布于东、西半球的热带、温带地区,体型较小,身体结构更为特化,包括菊头蝠科、蹄蝠科、叶口蝠科、吸血蝠科、蝙蝠科等十余科。
借助仿生原理,人类根据蝙蝠的回声定位系统制造出了雷达。
小知识:
1蝙蝠种类繁多,全世界约有900种。蝙蝠的种类数目在哺乳动物中居第二位,仅次于啮齿类动物。
2猪鼻小蝙蝠翼距只有14厘米,身体如小狗般大的狐蝠翼距宽达2米。
3有些蝙蝠的飞行速度可达50千米每小时以上。
4蝙蝠能在1秒钟内捕捉和分辨250组回音。(注:音波往返一次算一组。)
5从秋天开始,蝙蝠就在下腹部聚积了一层脂肪,至冬眠前体重变为夏天时的1.5倍以上。
6有的蝙蝠会钓鱼,墨西哥兔唇蝠一个晚上能捕获30多条小鱼。
7一只20克重的食虫性蝙蝠一年能吃掉1.8--3.6千克昆虫。
8一窝由100只蝙蝠组成的蝙蝠群仿生学
斯帕拉捷的蝙蝠实验
1793年夏季的一个夜晚,意大利科学家斯帕拉捷走出家门,放飞了关在笼子里做实验用的几只蝙蝠。只见蝙蝠们抖动着带有薄膜的肢翼,轻盈地飞向夜空,并发出自由自在的“吱吱”叫声..斯帕拉捷见状,感到百思不得其解,因为在放飞蝙蝠之前,他已用小针刺瞎了蝙蝠的双眼,“瞎了眼的蝙蝠怎么能如此敏捷地飞翔呢?”他下决心一定要解开这个谜。
在进行这项实验之前,斯帕拉捷一直认为:蝙蝠之所以能在夜空中自由自在地飞翔,能在非常黑暗的条件下灵巧地躲过各种障碍物去捕捉飞虫,一定是由于长了一双非常敏锐的眼睛。他之所以要刺瞎蝙蝠的双眼,正是想证明这一点。事实却完全出乎他的意料之外。
意外的情况更激发了他的好奇心。“不用眼睛,那蝙蝠又是依靠什么来辨别障碍物,捕捉食物的呢?”于是,他又把蝙蝠的鼻子堵住,放了出去,结果,蝙蝠还是照样飞得轻松自如。“奥秘会不会在翅膀上呢?”斯帕拉捷这次在蝙蝠的翅膀上涂了一层油漆。然而,这也丝毫没有影响到它们的飞行。
最后,斯帕拉捷又把蝙蝠的耳朵塞住..这一次,飞上天的蝙蝠东碰西撞的,很快就跌了下来。斯帕拉捷这才弄清楚,原来,蝙蝠是靠听觉来确定方向,捕捉目标的,一共做了四次实验。
斯帕拉捷的新发现引起了人们的震动。从此,许多科学家进一步研究了这个课题。最后,人们终于弄清楚:蝙蝠是利用“超声波”在夜间导航的。它的喉头发出一种超过人的耳朵所能听到的高频声波,这种声波沿着直线传播,一碰到物体就迅速返回来,它们用耳朵接收了这种返回来的超声波,使它门能作出准确的判断,引导它们飞行。
“超声波”的科学原理,现已广泛地运用到航海探测、导航和医学中去了。
会飞的“活雷达”
蝙蝠的口很宽阔,口内有细小而尖锐的牙齿,适于捕食飞虫。它的视力很弱,但是听觉和触觉却很灵敏。一些实验证明,蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫。蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生超声波,超声波通过口腔发射出来。当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接受,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式,叫做“回声定位”。蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由类似语言音素的超声波音素组成。蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后,才能决定下一步采取什么行动。
靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号,这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出现而组成。当蝙蝠在飞行时,发出的信号被物体弹回,形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声。然后蝙蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后,决定物体的性质和位置。
蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分。蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感,而另一些则对二个连续声音之间的时间间隔敏感。大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断。蝙蝠用回声定位来捕捉昆虫的灵活性和准确性,是非常惊人的。有人统计,蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫,一分钟可以捕捉十几只昆虫。同时,蝙蝠还有惊人的抗干扰能力,能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音,然后很快地分析和辨别这种声音,以区别反射音波的物体是昆虫还是石块,或者更精确地决定是可食昆虫,还是不可食昆虫。
当2万只蝙蝠生活在同一个洞穴里时,也不会因为空间的超声波太多而互相干扰。蝙蝠回声定位的精确性和抗干扰能力,对于人们研究提高雷达的灵敏度和抗干扰能力,有重要的参考价值。