电磁回波,海豚“看到”了什么样的世界? 我们必须从三种超感官开始

小夏 健康 更新 2024-03-07

科学漫谈

想象一下,穿着潜水装备潜入大海,您可能会看到下面漆黑的深海、上面的开阔水域和茂密的......你周围的鱼

你用来感知海中周围世界的大部分内容都来自被一副狭窄的潜水镜限制的视野,以及与潜水服隔离的小触感。 你有没有想过,海豚在同一个空间里感知到的世界是不是完全不同的? 毕竟,它们具有电感应、磁感应和强大的回声定位能力。

1981年,磁感应首次在海豚身上得到证实:美国研究人员从四只搁浅的海豚的大脑中发现了与神经元连接密切相关的磁性碎片。 科学家们对这一发现感到惊讶,认为它可能具有感官功能或在航海导航中的作用。

1985年,另一组研究人员发现了鲸类搁浅地点与地球地磁场之间的关系:几种鲸鱼和海豚实际上倾向于在磁场强度较低的地方搁浅。 如果鲸类动物利用地球磁场来寻找它们的方位,一种假设是磁场较弱的区域会增加由于方位识别混乱而搁浅的可能性。

2014年,雷恩大学的一组科学家进行了一项行为研究,使我们能够证明海豚具有磁感知能力。 他们测试了六只圈养海豚对两个形状和密度相同的物体的自发反应:第一个包含带磁的钕(金属)片,而第二个装置则完全消磁。 当装置中含有一块强磁化的钕时,海豚会更快地接近它。 这可以得出结论,海豚能够根据它们的磁性来区分这两种刺激。

数据支持鲸类动物可以利用地球磁场来确定自己的位置的假设,因此当磁场较弱时,搁浅的可能性更大。

当猎物移动肌肉和骨骼时,它会发出微弱的电场。 一些海洋捕食者,如海豚,能够通过这些电场感知猎物,特别是在能见度降低的海底区域。

2012年,科学家首次在海豚身上发现了电感应——被称为触手隐窝的结构,充当电感受器。 在这项研究中,研究人员指出,触手隐窝具有神经支配良好的壶腹结构,这让人想起其他物种的壶腹电感受器,例如蓝鳐鱼(鲨鱼和鳐鱼)。 这些触手隐窝被认为是电感应受体,能够接收猎物在水生环境中发出的小电场。

同一项研究还发现了电感知的行为证据。 一只雄性圭亚那海豚被训练对中小型鱼类产生的电刺激做出反应,数量级。 例如,一条 5 到 6 厘米长的金鱼产生每厘米 90 微伏的电场和 3 Hz 的峰值能量。

实验表明,海豚可以感知微弱的电场,其灵敏度可与鸭嘴兽的电感受器相媲美。 1985 年,一个德国-澳大利亚团队在堪培拉首次明确演示了鸭嘴兽的电接收能力,鸭嘴兽能够在漆黑的水下找到电池。 2023 年,一组研究人员使用相同的行为测试在宽吻海豚中发现了类似的检测阈值。

回声定位是一种比接收电场或磁场更敏感的感觉,它涉及海豚发出一系列咔哒声。 产生的振动具有高度定向性并向前移动。 当声波接触物体表面时,它会返回并通过海豚的下颚感知。 通过这种方式,他们可以很好地感知声波,而无需外耳。

多亏了这些信息,海豚不仅可以知道目标的位置,还可以推断出目标的密度:海豚可以从 75 米的距离分辨出直径为一英寸的球体是由实心钢制成的还是充满水的。

海豚令人印象深刻的“用耳朵看”的能力并不止于此。 海豚可以听到海豚同伴发出的声波,这样,它们就可以与团队成员“共享”检测到的信息并协调他们的行动。

综上所述,我们知道海豚可以通过磁感知确定自己在海洋中的位置,可以通过电感知在海中寻找猎物,还可以通过回声定位感知周围物体的距离、形状甚至密度。

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