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神奇动物在这里!昆明动物研究所发现猪尾鼠具有回声定位能力

前瞻网    2021-06-19 18:01

回声定位(echolocation)是指动物通过比较发出声波和接收回声的信息差别,进行导航、觅食等活动的一种定向行为。人们所熟知的回声定位动物主要包括食虫蝙蝠和齿鲸等。

18日,中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室施鹏课题组、蒋学龙课题组和刘振课题组联合通过整合行为学、解剖学、基因组学、以及基因功能实验多个独立的证据,证实了啮齿目猪尾鼠属(Typhlomys)的物种具有的回声定位能力。

神奇动物在这里!昆明动物研究所发现猪尾鼠具有回声定位能力

图源昆明动物研究所报道,供图:刘奇,马晓峰

猪尾鼠属(Typhlomys)隶属啮齿目刺山鼠科,是一种小型树栖型哺乳动物,因其眼睛小而又被称为“盲鼠”。

研究人员录制了猪尾鼠在运动中有规律地发出短时程、调频型、高频声波(峰频~98 kHz)。黑暗环境下,猪尾鼠在复杂空间环境中以及躲避障碍物时发出更高的超声波速率。以上结果提示猪尾鼠超声波在运动行为中发挥着定向作用——回声定位。

神奇动物在这里!昆明动物研究所发现猪尾鼠具有回声定位能力

图源昆明动物研究所,多个实验证据证实猪尾鼠具有回声定位的能力

随后,研究人员采用经典的实验装置以及严格的实验设计来验证猪尾鼠是否具备回声定位能力。通过行为学任务实验发现,猪尾鼠花费更多的时间和发出更高的超声波速率探索目标,它们在完全黑暗条件下准确的探测到逃脱平台,顺利获取食物奖励;当其耳朵被堵塞后,猪尾鼠接收不到回声,不能再探测到目标和完成任务;移除耳塞后,猪尾鼠恢复探索和定位目标的能力。在消除了视觉、触觉以及控制嗅觉的条件下,行为学实验证实猪尾鼠属是通过发出超声波和听觉接收回声实现定位目标——回声定位。

研究人员进一步利用CT手段观察猪尾鼠的喉部骨骼结构,发现其茎舌骨与鼓骨的空间位置接触并融合,这与通过喉部发声的回声定位蝙蝠的结构是一致的。这说明在发声与听觉结构上,猪尾鼠与喉部发声的回声定位蝙蝠具有相同的解剖学结构基础。

这一类新的回声定位的哺乳动物类群的发现,使得适应性复杂性状回声定位独立起源和演化的次数提高到了至少6次,成为了自然界中性状趋同演化的典型案例。

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责任编辑: 4126TJ

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