飞蛾使用声学诱饵来躲避蝙蝠的攻击

在世界各地的黑暗天空中，蝙蝠与夜间活动的昆虫之间展开了一场夜间战斗，它们以它们为食。您可能会认为，蝙蝠配备了回声定位功能，在这种情况下，它们可以使用声音进行导航，可以毫无困难地吞噬您在黄昏后看到敲打窗户的明显无能为力的昆虫。

但是蝙蝠在6500 万年前进化出了它们的超声波灵敏度。这对于自然选择代表昆虫进行的时间已经足够了，从而导致了许多在飞蛾中特别普遍和多样化的进化防御。

在捕食者和猎物之间的共同进化军备竞赛中，蝙蝠对这些适应做出了回应。有些人已经将他们的呼叫频率转移到飞蛾不敏感的频谱部分。其他人则降低了它们的叫声幅度——基本上是在它们狩猎时“耳语”，以免飞蛾警告即将发生的攻击。

我们最近的研究揭示了一种特别不寻常的技术，蚕蛾已经进化到可以毫发无损地从蝙蝠攻击中逃脱：使用声学诱饵。这些部署在它们的翼尖上，使​​蝙蝠远离飞蛾身体的气味——或者更确切地说是声音——帮助它们在大多数遭遇中幸存下来。

规避动作

大多数飞蛾是夜间活动的，这意味着它们白天休息，晚上活动。这有助于它们避开鸟类的注意，但不能避开与它们共享夜空的蝙蝠。

因此，飞蛾不得不开发一种独特的防御武器来抵御它们阴暗的袭击者。许多飞蛾进化出超声波敏感的听觉，使它们能够检测到接近的蝙蝠并采取规避行动。其他人已经开发出自己产生超声波咔嗒声的能力，警告蝙蝠不好吃——甚至干扰蝙蝠的声纳，使它们无法有效捕猎。

许多飞蛾也进化出被动防御，即使它们不知道附近的蝙蝠也能保护它们。一种这样的防御是声学伪装。我们的实验室已经证明，位于飞蛾身体球根状中部的胸鳞是非常好的吸音器。这意味着蝙蝠的超声波呼叫从飞蛾身上返回的回声更少，让昆虫悄无声息地消失在夜空中。

最近，我们已经证明飞蛾翅膀上的鳞片提供了等效的保护作用，各个鳞片以狩猎蝙蝠使用的不同频率振动，消散回声定位中使用的声能。这一发现使飞蛾的翅膀成为第一种已知的自然发生的声学超材料，其中相互作用的子单元产生的声学特性超过了它们各部分的总和。

一个翅膀和一个祈祷

其他飞蛾采取不同的方法，放大而不是震耳欲聋的回声从它们的翅膀上回响。这些飞蛾没有死亡愿望;他们正在抛出声学诱饵，让蝙蝠瞄准它们的翼尖，而不是它们更脆弱的身体。

先前已经在一些蚕蛾的细长后翅尾巴上发现了声学诱饵，其末端是扭曲的结构，当被超声波击中时会产生强烈的回声。通过将蝙蝠的攻击转向后翅，研究表明这些飞蛾可以在大约 70%的蝙蝠攻击中存活下来。

我们最近的研究着眼于丝蛾前翅上奇怪的波纹和折叠的翼尖。我们假设这些结构可能与在其他蚕蛾中发现的细长后翅具有相同的保护功能。

为了测试这一点，我们使用创新的声学断层扫描来绘制飞蛾身体和翅膀产生最强回声的区域。我们用超声波击中飞蛾标本并记录回声，就像蝙蝠使用回声定位来定位猎物一样。

通过从数千个不同的角度这样做，我们使用声音创建了飞蛾的图像。这准确地揭示了飞蛾的哪些部分会产生响亮的回声，哪些部分会产生较弱的回声。

我们测试了 9 种具有不同前翅结构的飞蛾，发现在形状最精细的飞蛾中，翼尖产生的回声始终比身体更强，回声强度差异高达 10 分贝。

接下来，我们想探索这些翼尖的拓扑结构，以了解这些强回声是如何产生的。使用表面扫描显微镜，我们确定了两种类型的所谓“声学后向反射器”——它们的结构形状使得它们总是将声音传回其源头，无论声音以哪个角度撞击。

反射器的工作原理是通过自身内部的多次反射将声音反射回其源头。这是一个复杂的机制，揭示了飞蛾翅膀中进化出的非凡诱饵功能，以推迟攻击蝙蝠。

声学诱饵的发现有助于进一步了解蝙蝠和飞蛾之间的夜间军备竞赛。蝙蝠是否能够用自己的增强武器来对抗这些欺骗性的适应还有待观察。

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