هل سبق لك أن رأيت الخفافيش تطير؟ حتى لو فاتتك ، فهناك فرصة جيدة حقًا لرؤيتك. ولكن ليس بالضرورة بأعينها ؛ يمكن للخفافيش أيضًا أن "ترى" بسمعها.
الأذن المستمعة
تجتاز معظم الخفافيش سماء الليل مستفيدة من تحديد الموقع بالصدى. تصدر موجات صوتية (تبث) - غير مسموعة للأذن البشرية. هذه الموجات الصوتية هي اهتزازات في الهواء ترتد عن الأجسام الصلبة ، مثل جدران الكهوف أو الأشجار أو البعوض. يعرف الخفاش موقع محيطه من الصدى الذي يعود إلى نفسه.
كيف يعمل هذا؟ لسبب واحد ، الوقت الذي تستغرقه الموجة للعودة يعطي معلومات الخفاش حول مدى بعد شيء ما. من الواضح أن الحساب الذي يحدث في دماغ الخفاش لهذا يتضمن السرعة التي ينتقل بها الصوت. سيكون للصوت العائد أيضًا شدة أقل من الصوت المنبعث. قد يكون لها تردد مختلف أيضًا ، نغمة مختلفة عما تم إرساله.
يحدث هذا عندما يكون الخفاش في حالة حركة ، وبالتالي يتغير موقعه. إنها نفس الظاهرة ، التي تسمى تأثير دوبلر ، كما يحدث عندما يتغير صوت سيارة تقترب من حدتها لأنها تتجاوزك وتتحرك بعيدًا. من خلال القيام بهذه العملية بشكل متكرر ، يمكن للخفافيش تقييم ما إذا كان الكائن يتحرك أيضًا ، وفي أي اتجاه.
يتكون الصوت من موجات ضغط تنتقل عبر وسيط. الهواء هو الوسيط الذي من خلاله تسمع الخفافيش - وغيرها من الكائنات التي تتنفس الهواء - الأصوات بشكل طبيعي. ومن المثير للاهتمام ، أنه يمكننا أيضًا سماع الصوت في الوسائط الأخرى - على سبيل المثال تحت الماء. لكن سرعة الموجات الصوتية تتغير حسب الوسيط. تساءل العلماء الراغبون في معرفة المزيد عن تحديد الموقع بالصدى: ماذا لو قام المرء بتغيير الوسط الذي تطير فيه الخفافيش ، وبالتالي تغيير سرعة الصوت؟ هل سيعدلون حساباتهم وفقًا لذلك ، حتى يتمكنوا من اكتشاف الأشياء بدقة؟
سرعة الصوت لا تنتقل من فراغ
يتكون الهواء الطبيعي إلى حد كبير من غازين: حوالي 78٪ نيتروجين و 20.9٪ أكسجين. قرر العلماء تجربة الخفافيش التي تطير في غرفة مليئة بمزيج مختلف من الغازات (لكنها بالطبع لا تزال مناسبة للتنفس والطيران بشكل صحيح). لقد فعلوا ذلك عن طريق خفض محتوى النيتروجين في الهواء واستبدال النيتروجين الذي تمت إزالته بكمية مساوية من الهيليوم. هذا يعني أن سرعة الصوت زادت بنسبة 15٪. لقد جربوا هذا على الخفافيش التي تم تدريبها على الهبوط على جثم ثابت في غرفة الطيران في ظل الظروف العادية ، ثم جعلوها تتنقل في الظروف الجوية الجديدة:
تداخل الهيليوم مع توقيت تحديد الموقع بالصدى للخفافيش وجعلها تصوب بعيدًا عن الفرخ. في البداية ، كان هذا متوقعًا ، لكن الخفافيش البالغة لم تتعلم أبدًا التكيف. 1
هذا يعني أن الخفافيش لم تفشل فقط في البداية ، ولم تتعلم تعويض هذه البيئة الجديدة. ثم جرب العلماء نفس التجربة مع الخفافيش التي نشأت منذ الولادة في هذا الجو المختلف الذي زاد فيه محتوى الهيليوم ، وقارنوها بمجموعة تحكم نشأت في الهواء الطبيعي ، ولم يجدوا فرقًا:
وجد الباحثون أن أولئك الذين يطيرون في الهواء المعزز بالهيليوم يميلون إلى التقليل من المسافة إلى الهدف - ولا يهم ما إذا كانوا قد نشأوا في بيئة غنية بالهيليوم أم لا 2
كان استنتاج العلماء أن :
إشارة الخفافيش إلى سرعة الصوت فطرية وأنها ليست مرنة خلال مرحلة البلوغ 3
بعبارة أخرى ، ليس فقط "يبدو أن الخفافيش ولدت وهي تعرف كيفية تحديد موقع الصدى" 1 ولكنها أيضًا "ولدت وهي تعرف سرعة الصوت" - سرعة الصوت في الهواء مبرمجة في دماغ الخفاش. 1
النتائج تفاجئ أنصار التطور
"فوجئنا بالنتائج. بصراحة ، لم نثق بهم في البداية "، قال العلماء بعد هذا الاكتشاف من الخفافيش" تعرف "سرعة الصوت. 1 بالطبع ، أعطوا الفضل في "تطور الإدراك الحسي الفطري والمرن". 3 هذه النتائج مثيرة للاهتمام ، لكنها ليست مفاجأة خاصة. يمكننا أن نتعجب من حكمة خالقنا صاحب السيادة ، الذي منح الخفافيش الأدوات التي يحتاجونها لحياة ناجحة (بما فيها نظام تحديد المواقع ).
المراجع
1
Cameron, D., Bats don’t have to learn the speed of sound—they’re born knowing it, newscientist.com, 3 May 2021 .
2
Yirka, B., Bats found to have innate sense of
speed of sound, phys.org, 4 May 2021.
3
Amichai, E. and Yovel, Y., Echolocating bats rely on an innate speed-of-sound reference,PNAS 118(19):e2024352118, 2021.t.