Wanneer de zon ondergaat in de bossen van Vietnam, komt een klein, geheim knaagdier tevoorschijn uit de duisternis en begint langs boomtakken te rippen op zoek naar fruit en zaden. Typhlomys, ook bekend als de zachtharige boommuis of Chinese pygmee slaapmuis, is ongeveer drie centimeter lang en heeft een wit getuft staart langer dan zijn lichaam. Maar het schiet zo snel dat het voor het menselijk oog niet meer lijkt dan een nachtelijke wazigheid.
gerelateerde inhoud
- Zoals vogels, sommige vleermuizen warble om hun partners Woo
- Hoe vleermuizen knallen in de vleugel - en er schattig uitzien terwijl ze het doen
- Zo zien dolfijnen mensen met echolocatie
- Blinde mensen kunnen echoloceren
Dat is vooral indrukwekkend, omdat Typhlomys bijna volledig blind is.
Toen wetenschappers onder een microscoop naar de oogbollen van Typhlomys keken, kwamen ze er al snel achter dat de visuele organen een grote puinhoop zijn. Onregelmatige netvouwplooien "vernietigen de continuïteit van de beeldprojectie", schreven onderzoekers, terwijl een kleinere ruimte tussen de lens en het netvlies het focusvermogen van het dier verstoort. Ze hebben ook een verminderd aantal beeldontvangende ganglioncellen, die meestal een indicatie van perceptie zijn. De boomknaagdieren lijken in staat het verschil tussen licht en donker te bepalen, maar weinig anders.
Dus hoe voorkomt Typhlomys dat hij doodvalt of recht in de kaken van een roofdier rent? Volgens een artikel dat afgelopen december in Integrative Zoology is gepubliceerd, heeft deze furball met lange staart een truc voor de boeg: hij zendt ultrasone chirps uit en navigeert vervolgens in zijn omgeving op basis van de echo's die terugveren. Als dat veel op een ander nachtelijk zoogdier klinkt, heb je gelijk: sommige wetenschappers geloven dat Typhlomys een soort 'overgangsdier' kan zijn dat de sleutel kan zijn tot het begrijpen van de evolutie van vleermuizen.
Dat komt omdat Typhlomys echolocaten zijn, een biologische truc waarvan lang werd gedacht dat ze alleen bestond in vleermuizen, walvisachtigen en Marvel's Daredevil. (Er werd ooit eens gedacht dat sommige spitsmuizen echoloceren, maar nieuw onderzoek lijkt dit te ontkrachten.) Dat wil zeggen totdat wetenschappers in Rusland in staat waren om een paar van deze Vietnamese slaapzalen in gevangenschap te observeren en hun ultrasone piepjes op te nemen.
"De structuur van zijn oproepen is verrassend vergelijkbaar met de frequentie-gemoduleerde oproepen van vleermuizen, " zegt Aleksandra Panyutina, een functionele morfoloog aan het Severtsov Instituut in Moskou en hoofdauteur van het artikel dat de echolocatie van de slaapmuis beschrijft.
Het verschil, zegt Panyutina, is dat de oproepen van de Typhlomys ongelooflijk zwak zijn. Ze ontsnappen zowel aan het menselijk oor als aan apparaten die 'vleermuisdetectoren' worden genoemd, die wetenschappers meestal gebruiken om te luisteren naar vleermuisgeklets. Maar dit is ook logisch, zegt ze, omdat hoewel Typhlomys snel is 'als een bliksemschicht', het nog steeds veel langzamer is dan een vleermuis die door de lucht vliegt, en de objecten die het moet navigeren veel dichterbij zijn.
De staart van de Luna-mot produceert een zwakke signaalecho van zijn eigen, verstorende roofvleermuizen. (Papilio / Alamy) De ontdekking van een superkrachtig knaagdier is om vele redenen opwindend. Om te beginnen is het een primeur voor de knaagdierorde. Ten tweede zijn er duidelijk veel knaagdieren die prima met elkaar overweg kunnen zonder de hulp van ultrasone klikken - wat de vraag oproept wat Typhlomys op dit evolutionaire pad zou leiden. Maar geen van deze is zo verleidelijk als wat een echolocerend knaagdier betekent voor ons begrip van vleermuisevolutie.
Zie je, wetenschappers hebben lang gedebatteerd wanneer precies echolocatie is geëvolueerd. Het bestaan van echolocatie-vrije fruitvleermuizen leek altijd te suggereren dat het vermogen om te echoloceren werd verworven nadat enkele vleermuizen de lucht in gingen. Weer andere wetenschappers beweren dat het tegenovergestelde ook mogelijk zou kunnen zijn geweest - dat kleine, vleermuisachtige schepsels echolocatie gebruikten terwijl ze door het bladerdak huppelden en zelfs gleden en pas later een volwaardige vlucht verwierven.
Er was echter een groot probleem met deze 'echolocatie-eerste theorie': we hadden geen verslag van zo'n ooit bestaand overgangsdier, levend of fossiel. "Niemand kan zelfs zo'n critter voorstellen, " zegt Panyutina, "tot onze ontdekking op Typhlomys ."
Het debat is natuurlijk verre van afgerond. In feite suggereert een recente studie van vleermuisoorbeenderen dat fruitvleermuizen nooit het vermogen hadden om te echoloceren, wat een stem zou zijn in het voordeel van de flight-first theorie. En een andere studie wees uit dat sommige soorten fruitknuppels echolocatie-klikken met hun vleugels kunnen produceren, wat gewoon helemaal batty is als je bedenkt dat elk ander echolocerend dier die geluiden uit zijn mond lijkt te emitteren.
Geavanceerde echolocatie: Mexicaanse vrijstaartvleermuizen, die in enorme kolonies leven die een miljoen individuen kunnen overschrijden, gebruiken sonar om de signalen van hun rivalen te jammen. (Danita Delimont / Alamy) Of misschien is het toch niet zo gek. We leven in een gouden eeuw van echolocatie-onderzoek; alleen al sinds het begin van vorig jaar zijn meer dan 100 studies met het woord 'echolocatie' in de titel gepubliceerd. En zoals onderzoek naar Typhlomys aantoont, moeten we nog veel leren over de oorsprong en aard van dit opmerkelijke vermogen. Is het zo lang om te denken dat er andere echolocatiemethoden zijn die onderzoekers zich nog niet hebben voorgesteld?
Een studie die afgelopen herfst in PLOS Biology werd gepubliceerd, onderzocht bijvoorbeeld de reden dat grote bruine vleermuizen met hun hoofd zwaaien als puppyhonden en de uiteinden van hun oren naar beneden krullen. We hebben het over bewegingen die plaatsvinden in de loop van milliseconden en op de schaal van millimeters, zegt Melville Wohlgemuth, een neurowetenschapper aan de Johns Hopkins University en hoofdauteur van de hoofdkwabstudie.
De bewegingen zijn niet alleen schattig: met elke subtiele verschuiving in de positie van het hoofd of oor van de vleermuis kan hij zijn gezichtsveld verkleinen, een beetje zoals wanneer we onze ogen dichtknijpen of een komvormige hand tegen een oor houden. "Door een breder akoestisch beeld te hebben, zorgen ze ervoor dat ze nog steeds echo's van het doel kunnen ontvangen, zelfs als het onregelmatig voor hen beweegt", zegt Wohlgemuth. “En dat doen insecten vaak. Als ze ontdekken dat er een vleermuis op het punt staat om ze te vangen, duiken ze soort van krachtduik. '
Zonder de fraaie camera's met een hoge resolutie die de afgelopen jaren beschikbaar zijn gekomen, hadden we nooit vleermuisgedrag zo gedetailleerd kunnen waarnemen. En dat is slechts een voorbeeld van de complexiteit van klassieke echolocatie. Er zijn zelfs vreemdere vormen van deze superkracht - soms ontstaan als een tegenmaatregel voor echolocatie.
Er zijn bijvoorbeeld motten die kunnen horen wanneer een vleermuis dichterbij komt. Maar andere motensoorten hebben geen oren, dus moeten ze vertrouwen op andere manieren om hun vijanden te dwarsbomen. De schitterend getinte luna-mot heeft een swirly-staart ontwikkeld die een hardnekkig zwak echosignaal genereert - een signaal dat de precisie van de vleermuis verstoort en ervoor zorgt dat het mist. Tijgermotten daarentegen produceren ultrasone klikken om vleermuizen meer bewust te maken van hun aanwezigheid. Deze motten doen niet rinkelen: ze zijn ronduit giftig en hun klikken zijn bedoeld om dat feit te adverteren. ("Eet me niet op, kerel. Je zult het niet lekker vinden hoe ik proef.")
Er zijn ook motten die bij wijze van spreken vuur met vuur kunnen bestrijden - zoals de sorbetkleurige Bertholdia trigona, een soort die inheems is in de woestijn van Arizona. "Toen ze door de vleermuizen werden benaderd, produceerden de motten hun eigen ultrasone klikgeluiden met een snelheid van 4.500 keer per seconde, waardoor de omgeving werd afgedekt en zich van sonardetectie werd verhuld, " schreef mijn Smithsoniaanse collega Joseph Stromberg in 2013.
Natuurlijk hebben dolfijnen, walvissen en bruinvissen eigen trucs en echolocatie is een beetje anders onder water. Geluidsgolven reizen veel verder naar beneden waar het natter is, wat zeezoogdieren de extra bonus van communicatie over lange afstand geeft. Maar dat betekent niet dat ze last hebben van verziendheid: in feite kunnen dolfijnen hun sonar gebruiken om het verschil te zien tussen objecten zo klein als een kern van maïs en een BB-pellet.
...
Wohlgemuth hoopt van zijn kant dat we inzichten in vleermuisbiologie kunnen gebruiken om beter te begrijpen hoe onze eigen hersenen geluid verwerken. Maar er kan een nog directere lijn zijn om hier te trekken: Onderzoek heeft aangetoond dat "een klein aantal blinde mensen" - dat wil zeggen mensen - zichzelf kunnen trainen om door gecompliceerde omgevingen te navigeren met behulp van echolocatie.
Een van deze mensen is Daniel Kish, die blind is sinds hij 13 maanden oud was en wiens vaardigheid met echolocatie hem de bijnaam 'Batman' heeft opgeleverd. Net als de meeste vleermuizen, gebruiken echolocerende mensen tongklemmen of soms de galm uit hun wandelstok om de wereld om hen heen te visualiseren. Een onderzoek wees uit dat wanneer het menselijk brein deze klik-echo's gaat verwerken, het regio's gebruikt die doorgaans worden geassocieerd met visie, in tegenstelling tot horen.
Onderzoekers zoals Panyutina vragen zich ondertussen af hoeveel meer soorten er stilletjes wegklikken. Typhlomys heeft in feite een neef, de doornige Malabar-slaapmuis, die ook bekend staat om zijn slechte gezichtsvermogen en nachtelijke, boomklimmende bekwaamheid. De stekelmuis heeft echter aanzienlijk grotere ogen, dus Panyutina denkt dat het een meer primitieve stap zou kunnen zijn in de richting van de totale echolocatie die Typhlomys vertoont .
Als we net echolocatie in een slaapmuis hebben ontdekt, wie weet welke geheimen andere beestjes ons dan kunnen leren over roofdier-prooi-interacties, co-evolutie of zelfs de innerlijke werking van het menselijk brein? Het lijkt erop dat we alleen maar nieuwe manieren moeten vinden om te luisteren.
