回声定位

回声定位

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中文名：回声定位 外文名：Echolocation 性   质：利用回声定位 代表生物：蝙蝠、海豚、猪尾鼠等

回声定位，英文Echolocation；某些动物能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去，利用折回的声音来定向，这种空间定向的方法，称为回声定位。蝙蝠、海豚、猪尾鼠等具有回声定位能力。

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原理

回声是当声波碰到一个障碍物（如悬崖）时，它会弹回来，我们会再听到这个声音。这种反射回来的声音称为回声。在户外空旷的地方，回声比较模糊，因为声音的震动会向四处散开，能量会散失。而在一个密闭的空间里(如隧道)，反射的声音不会跑掉，所以回声很大。

回声定位

蝙蝠会发出尖锐的叫声，再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小，以及物体是否在移动。这种技术称为回声定位法。它可以帮蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉猎物（如飞行中的昆虫）。

蝙蝠尖锐的回声我们是听不到的，但蝙蝠发出的其他声音有些是我们能听得到的。

研究回声最好的地方是一片石墙（如悬崖）的附近。如果你面对悬崖大声叫，你的声音会传到悬崖再反射回来。如果声音是从悬崖的不同部分反射回来的，你就可以听到好几个回音，就好像有好几个人在回答你。

生物学研究

某些动物能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去，利用折回的声音来定向，这种空间定向的方法，称为回声定位。根据研究已知动物界小蝙蝠亚目的几乎所有种类、大蝙蝠亚目的果蝠属、鲸目的齿鲸类（即豚类）、鳍脚目的海豹和海狮、食虫目的马岛猬科、鼩鼱科的短尾鼩、南美的油鸟、东南亚的金丝燕及有些鱼类、啮齿目猪尾鼠属的猪尾鼠等物种都具有回声定位的本领。它们的体内皆有完成回声定位的天然声呐系统。声纳主要由“声波发射器”、“回声接收机”和“距离指示器”构成。

蝙蝠回声定位

如“雷达飞兽”蝙蝠能在完全黑暗中，以极快的速度精确地飞翔，从不会同前方的物体相撞。如将它的耳蒙上，并把嘴堵上，则失去避免与物体相撞的本领。经高频脉冲检测装置测量后，证实蝙蝠在飞行时，喉内产生并能从通过口腔发出人耳听不到的超声波脉冲。

人类至多能听到频率为20千赫的声音，而有的蝙蝠能发出和听到100千赫的声音。当遇到食物或障碍物时，脉冲波会反射回来，蝙蝠用两耳接受物体的反射波，并据此确定该物体的位置，并可从两耳分别接受到回波间的差别，来辨别物体的远近、形状及性质；物体的大小则由回波中的波长区别出来。大部分蝙蝠能用舌头颤动发音，有些则发出尖的鸣叫声，还有一些能由鼻孔透出声音。它们都有助于蝙蝠确定回波的方向，来决定自己要前进，还是转弯。

蝙蝠在空中能利用超声波来“导航”，就能迅速准确捕捉飞虫。此外，某些海洋哺乳类能在水下发出频带很宽的声波，甚至高达30万赫。如齿鲸、海豚，能借助于附近陆地对声音的反射，用回声定位来测定方向，得知物体或海岸的位置。某些海豹、海狮也能发出水下超声波。

利用波在传播过程中有反射现象的原理探测物体方位和距离的方式叫“回声定位”。动物的“回声定位”是指动物通过发射声波，利用从物体反射回来的回波进行空间定向的方式，它有捕捉猎物和回避物体两种作用。

海豚和蝙蝠回声定位及进化研究

海豚和蝙蝠并没有多少相似之处，然而它们却有同一个超能力：都可以通过发出尖锐声音和监听回声来捕捉猎物。一项研究显示，该能力是它们各自通过相同的基因突变而形成的。这表明，即使差异很大的动物，也会通过相同的进化步骤，形成新特征。2010年，英国伦敦大学玛丽皇后学院的进化生物学家Stephen Rossiter和同事判定，蝙蝠和海豚中被称为压力素的特殊蛋白质有着相同的突变，会影响听力的敏感度。Rossiter的团队已经将研究扩展到整个基因组。他们对蝙蝠家族多个种类中的4种蝙蝠的基因组进行测序，其中两种蝙蝠使用回声定位，另两种不使用。

玛丽皇后学院的进化生物学家Joe Parker将蝙蝠的基因组测序结果与包括宽吻海豚在内的许多其他哺乳动物进行比较。他主要关注了所有蝙蝠、海豚和至少其他5种哺乳动物的2300种单拷贝基因。他评估了在蝙蝠和海豚中，每个基因和其对应基因有多相似。该分析表明，200种基因以同样的方式进行了独立改变。

视频

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