回聲定位

回聲定位

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中文名：回聲定位 外文名：Echolocation 性   質：利用回聲定位 代表生物：蝙蝠、海豚、豬尾鼠等

回聲定位，英文Echolocation；某些動物能通過口腔或鼻腔把從喉部產生的超聲波發射出去，利用折回的聲音來定向，這種空間定向的方法，稱為回聲定位。蝙蝠、海豚、豬尾鼠等具有回聲定位能力。

目錄

原理

回聲是當聲波碰到一個障礙物（如懸崖）時，它會彈回來，我們會再聽到這個聲音。這種反射回來的聲音稱為回聲。在戶外空曠的地方，回聲比較模糊，因為聲音的震動會向四處散開，能量會散失。而在一個密閉的空間裡(如隧道)，反射的聲音不會跑掉，所以回聲很大。

回聲定位

蝙蝠會發出尖銳的叫聲，再用靈敏的耳朵收集周圍傳來的回聲。回聲會告訴蝙蝠附近物體的位置和大小，以及物體是否在移動。這種技術稱為回聲定位法。它可以幫蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉獵物（如飛行中的昆蟲）。

蝙蝠尖銳的回聲我們是聽不到的，但蝙蝠發出的其他聲音有些是我們能聽得到的。

研究回聲最好的地方是一片石牆（如懸崖）的附近。如果你面對懸崖大聲叫，你的聲音會傳到懸崖再反射回來。如果聲音是從懸崖的不同部分反射回來的，你就可以聽到好幾個回音，就好像有好幾個人在回答你。

生物學研究

某些動物能通過口腔或鼻腔把從喉部產生的超聲波發射出去，利用折回的聲音來定向，這種空間定向的方法，稱為回聲定位。根據研究已知動物界小蝙蝠亞目的幾乎所有種類、大蝙蝠亞目的果蝠屬、鯨目的齒鯨類（即豚類）、鰭腳目的海豹和海獅、食蟲目的馬島蝟科、鼩鼱科的短尾鼩、南美的油鳥、東南亞的金絲燕及有些魚類、齧齒目豬尾鼠屬的豬尾鼠等物種都具有回聲定位的本領。它們的體內皆有完成回聲定位的天然聲吶系統。聲納主要由「聲波發射器」、「回聲接收機」和「距離指示器」構成。

蝙蝠回聲定位

如「雷達飛獸」蝙蝠能在完全黑暗中，以極快的速度精確地飛翔，從不會同前方的物體相撞。如將它的耳蒙上，並把嘴堵上，則失去避免與物體相撞的本領。經高頻脈衝檢測裝置測量後，證實蝙蝠在飛行時，喉內產生並能從通過口腔發出人耳聽不到的超聲波脈衝。

人類至多能聽到頻率為20千赫的聲音，而有的蝙蝠能發出和聽到100千赫的聲音。當遇到食物或障礙物時，脈衝波會反射回來，蝙蝠用兩耳接受物體的反射波，並據此確定該物體的位置，並可從兩耳分別接受到回波間的差別，來辨別物體的遠近、形狀及性質；物體的大小則由回波中的波長區別出來。大部分蝙蝠能用舌頭顫動發音，有些則發出尖的鳴叫聲，還有一些能由鼻孔透出聲音。它們都有助於蝙蝠確定回波的方向，來決定自己要前進，還是轉彎。

蝙蝠在空中能利用超聲波來「導航」，就能迅速準確捕捉飛蟲。此外，某些海洋哺乳類能在水下發出頻帶很寬的聲波，甚至高達30萬赫。如齒鯨、海豚，能藉助於附近陸地對聲音的反射，用回聲定位來測定方向，得知物體或海岸的位置。某些海豹、海獅也能發出水下超聲波。

利用波在傳播過程中有反射現象的原理探測物體方位和距離的方式叫「回聲定位」。動物的「回聲定位」是指動物通過發射聲波，利用從物體反射回來的回波進行空間定向的方式，它有捕捉獵物和迴避物體兩種作用。

海豚和蝙蝠回聲定位及進化研究

海豚和蝙蝠並沒有多少相似之處，然而它們卻有同一個超能力：都可以通過發出尖銳聲音和監聽回聲來捕捉獵物。一項研究顯示，該能力是它們各自通過相同的基因突變而形成的。這表明，即使差異很大的動物，也會通過相同的進化步驟，形成新特徵。2010年，英國倫敦大學瑪麗皇后學院的進化生物學家Stephen Rossiter和同事判定，蝙蝠和海豚中被稱為壓力素的特殊蛋白質有着相同的突變，會影響聽力的敏感度。Rossiter的團隊已經將研究擴展到整個基因組。他們對蝙蝠家族多個種類中的4種蝙蝠的基因組進行測序，其中兩種蝙蝠使用回聲定位，另兩種不使用。

瑪麗皇后學院的進化生物學家Joe Parker將蝙蝠的基因組測序結果與包括寬吻海豚在內的許多其他哺乳動物進行比較。他主要關注了所有蝙蝠、海豚和至少其他5種哺乳動物的2300種單拷貝基因。他評估了在蝙蝠和海豚中，每個基因和其對應基因有多相似。該分析表明，200種基因以同樣的方式進行了獨立改變。

視頻

虎鯨用回聲定位狩獵，組隊時，它們竟能區分彼此的聲音