新的研究表明蝙蝠是如何在夜间“跳跃”回家的
一维运动跳跃策略示意图。黑蝙蝠都在随机移动。以蓝色突出显示的最远距离会发生对流，直到它不再是最远距离。它的运动变得扩散。现在离得最远的蝙蝠开始向栖息处对流，这个过程重复进行。学分:uux.cn/数学生物学通报（2024年）。DOI:10.1007/11538-023-01233-5
（神秘的地球uux.cn）据对话（托马斯·伍利和菲奥娜·马修斯）：夜晚，当英国的蝙蝠离开栖息地寻找食物时，一场无声的芭蕾在我们头顶上演。尽管人们对它们最初离开栖息地的情况相当了解，但直到最近人们对它们如何返回家园仍知之甚少。
但是我们的新研究显示了蝙蝠是如何用“跳跃”动作回家的，这可能有助于未来的自然资源保护者。
当蝙蝠在黑暗中穿梭时，它们对我们生态系统的健康起着至关重要的作用。从控制昆虫数量到传播种子和给植物授粉，它们提供了许多好处。
仅在英国，18种蝙蝠就以惊人的效率吞食金龟子等农业害虫。因此，为了我们地球的福祉，我们不仅要了解和欣赏蝙蝠，还必须积极支持和保护它们的种群。
但是蝙蝠种群容易受到污染、气候变化和栖息地丧失的影响。栖息地破碎和光污染也会中断蝙蝠的觅食方式。这在初夏的生育季节尤为重要，此时蝙蝠聚集在一起生育和抚养幼崽。
有效保护蝙蝠的一个不可或缺的方面在于揭开蝙蝠如何移动的神秘面纱。这不仅有助于我们了解蝙蝠如何导航和利用它们的环境，也有助于识别和保护它们的栖息地。
背部粘有无线电发射器的大马蹄蝙蝠。无线电发射器的天线非常细，以白色突出显示。credit:uux.cn/Fiona Mathews教授/数学生物学通报（2024年）。DOI:10.1007/11538-023-01233-5
无线电跟踪
确定蝙蝠栖息地的传统方法主要依靠无线电跟踪调查。这个艰苦的过程包括捕捉蝙蝠，在释放它们之前在它们身上安装小型无线电发射器，并整夜跟踪信号。
我们的团队在德文郡进行了一项无线电跟踪调查，在24个晚上监测了12只大马蹄蝙蝠。从数据中提取了其中七只蝙蝠在14个晚上的轨迹进行分析，确保在每种情况下，蝙蝠的开始和结束栖息地是相同的。
利用这些数据，我们测量了种群与栖息地的平均距离。我们在分析的数据中发现了两种不同的模式:蝙蝠在日落后的一到两小时内开始扩散，之后逐渐返回栖息地。
最初的传播反映了蝙蝠在日落后离开栖息地觅食的预期随机扩散。日落后两到八小时返回栖息地的过程更加复杂。
这促使我们探索影响蝙蝠回归的两种潜在机制。首先，一种“拉动机制”，即栖息地吸引蝙蝠回家；其次，一种机制将活动范围最远的蝙蝠推回栖息地。
我们将推动机制建模为一个跳跃式过程。想象一下这是一种级联效应，最外层的蝙蝠开始返回。一旦“外面”的蝙蝠超过或“跳过”离栖息地较近的蝙蝠，“里面”的蝙蝠就会离得最远，导致它们也返回。
这种运动系统地展开，就像一场同步舞蹈，来自觅食范围外围的每只蝙蝠都在“跳跃”后紧随其后返回栖息地
但是是什么导致蝙蝠以这种方式返回呢？一个看似合理的解释强调了蝙蝠如何相互依赖以进行有效导航，就像微小的雷达信号一样。如果一只蝙蝠经历了长时间的沉默或主要听到来自一个方向的叫声，它可能会决定靠近栖息地，期待其他群体成员的出现。
但是，如果蝙蝠在当前位置之外察觉到蝙蝠的存在，它返回的速度可能会更慢，从而延长觅食时间。因此，是外围的蝙蝠会推动回归，因为它们不会被叫声包围。
这项研究对蝙蝠有什么帮助？
这些发现的意义不仅仅在于描述蝙蝠的运动。他们为有望更容易发现新蝙蝠栖息地的工作奠定了基础，有可能减少未来对劳动密集型蝙蝠追踪调查的需求。
我们的研究的直接效果之一包括为更大的马蹄蝙蝠的“核心食物区”的测量提供信息。这是它们大部分觅食的地方，因此它在蝙蝠生态、保护和建设规划中非常重要。
跳跃机制也允许我们将意图归因于蝙蝠的运动。也就是说，通过使用周围蝙蝠的叫声，它们可以识别种群相对于它们位置的位置，表明它们是否处于群体的边缘，这是它们脆弱性的一个指标。如果它们离栖息地最远，它们会向大部分种群靠拢，并靠近栖息地。
虽然这些解释很有希望，但进一步的严格测试是必不可少的。我们需要考虑蝙蝠种群的安全和福祉。
我们的观察还专门针对夏季的大马蹄蝙蝠。不同的蝙蝠物种有不同的飞行模式和栖息地偏好，同一物种在一年中的不同时间表现出不同的行为。
因此，尽管我们已经迈出了关键的第一步，但在揭示蝙蝠运动的一般特征方面，我们还有很多工作要做。
