蝙蝠回声定位声波对生物噪音的适应策略及机制

An increasing attention has been paid recently to the impact of ambient noise, especially anthropogenic noise, on the acoustic communication of animals. For colonial species, biotic noise produced by other animals represents another severe noise source. Bats are nocturnal colonial animals utilising acoustic signals as basic means for individual communication and environmental perception. The most recent study has demonstrated that compared with abiotic noise, communication calls of bats have an acoustically different impact on the echolocation of other individuals. In this program, we are planning to study the impacts of conspecific communication calls on bat echolocation calls and adaptation strategies of bats by field sound recording and acoustic playback experiments. We aim to answer how bats adaptively change their echolocation calls when responding to the jamming of communication calls produced by other individuals, what the biomechanical control mechanisms of the echolocation adjustment are, and what the mechanisms of acoustic jamming of biotic noise on echolocation in bats are. This study has important scientific significance in uncovering the mechanisms of jamming of biotic noise on bat acoustic behaviour and the mechanisms of vocal adaptation in bats, and especially in interpreting the roles of ambient noise in the evolution of animal acoustic behaviour.

环境噪音尤其是人为噪音对动物声通讯的影响已成为人们日益关注的问题。对于集群动物，其他个体声信号（生物噪音）的干扰也是声通讯的重要挑战。蝙蝠是夜行性集群动物，声信号是个体交流和感知外界环境最主要的手段。最新研究证明，与非生物噪音相比，蝙蝠的交流声波对其他个体回声定位行为有着不同机理的影响。本项目拟结合野外声波实时录制与室内声学回放实验，研究同类群交流声波对蝙蝠回声定位声波的影响以及蝙蝠采取的声行为适应策略，旨在解答以下主要科学问题：蝙蝠采取怎样的回声定位声波对策以避免同种个体交流声波的干扰?其发声相关的生物力学控制机制是什么?生物噪音影响蝙蝠回声定位声波的机理是什么？本研究不仅对于揭示生物噪音影响蝙蝠声行为的作用机理以及蝙蝠的发声适应机制，特别是对诠释环境噪音如何影响动物声行为进化具有重要的科学意义。

环境噪音尤其是人为噪音对动物声通讯的影响已成为人们日益关注的问题。对于集群动物，其他个体声信号（生物噪音）的干扰也是声通讯的重要挑战。蝙蝠是夜行性集群动物，声信号是个体交流和感知外界环境最主要的手段。为了揭示环境噪音对蝙蝠回声定位的影响以及蝙蝠的声行为适应策略，本项目开展了以下研究：1）录制了包括大蹄蝠在内的多种蝙蝠的交流声波，发现蝙蝠具有丰富多样的交流声波类型；2）通过声学回放实验将其他蝙蝠个体的交流声波回放给实验蝙蝠，以明确其对回声定位声波的影响；3）通过回放实验发现在短期环境噪音（白噪音）的影响下，蝙蝠提高回声定位声波振幅、频率和缩短持续时间；4）在长期环境噪音（交通噪音）的影响下，蝙蝠增加了回声定位声波发声句子数量、减少句子内脉冲数量等时域参数改变，但在交流声波中没有发现这些变化；5）交通噪音背景下，蝙蝠增加食物资源消耗，ft3和ft4激素水平升高，与代谢和疾病相关的基因表达发生改变；6）蝙蝠能够识别种群间回声定位声波差异，蝙蝠的回声定位声波也是干扰其他个体发声的潜在生物噪音。本项目说明，包括蝙蝠的声信号、白噪音和交通噪音在内的环境噪音，在一定条件下会对蝙蝠的回声定位行为、取食行为和基因表达产生重要影响。蝙蝠可以通过改变回声定位发声特征等进行响应，并且对不同环境噪音类型及干扰程度的响应不同。本项目有助于揭示环境噪音对动物的影响以及动物声行为的响应策略。