הסונאר המשוכלל
של העטלפים

עטלפים אוכלי חרקים מאתרים את טרפם בתהליך שנקרא אקולוקציה, כלומר מציאת מיקום בעזרת הד. זהו סוג של סונאר ביולוגי, שבו העטלף משמיע צלילים בתחום האולטרסאונד – תדירות גבוהה מזו שאוזן האדם מסוגלת לקלוט. גל הקול שהוא מפיק פוגע בעצמים שבסביבתו ומוחזר אליו. העטלף שומע את ההד החוזר, ועל פי מאפייני הגלים יכול לזהות את המיקום, הגודל והמרחק של העצמים. כך הוא מזהה את סביבתו, ואת טרפו בתוכה.

כשהעטלף נמצא בסביבה צפופה מאוד, למשל סביבה עשירה בצמחייה ועלים, ניצב בפניו אתגר גדול במיוחד: לאתר חרק שיושב ללא ניע ובלי להשמיע צליל על אחד מאלפי העלים שבסביבתו. החרקים משתמשים כך במעין "הסוואה אקוסטית" נגד העטלפים – הסביבה המורכבת והעמוסה מציפה את אוזני העטלף בהדים רבים כשהוא משחרר קריאה, וכך החרקים נשארים נסתרים מפניו. בשל כך סברו עד כה שלא ייתכן שזיהוי החרק נעשה באמצעות אקולוקציה בלבד, ושיערו שהעטלף זקוק גם לחושים נוספים כמו ריח וראייה.

מבוך של הדים

לפני כמה שנים התברר שיש עטלפים שמצליחים לזהות חרקים באזורים צפופים באמצעות אקולוקציה בלבד. כדי לגלות איך הם עושים זאת העלו החוקרת אינגה גייפל (Geipel) ועמיתיה כמה השערות. הראשונה מתייחסת לאפקט "הצל האקוסטי", שלפיו על מנת לקבל את ההד החזק ביותר מהחרק, העטלף צריך להתקרב לעלה שעליו יושב החרק בדיוק מקדימה, במאונך לעלה. אם אכן כך ניגשים העטלפים לעלה, הם כנראה משתמשים באפקט הצל האקוסטי לאיתור החרק.

ההשערה השנייה מתבססת על אפקט ההחזרה של גלים: כשגל מגיע לנקודת מפגש עם תווך אחר, הוא מוחזר באותה זווית, אך לכיוון הנגדי לזה שממנו הגיע. בהתבסס על כך שיערו החוקרים כי אולי העטלפים מזהים חרק על עלה על ידי כך שהם מתקרבים אליו באלכסון ובאותו זמן משחררים את קריאתם. אם העלה ריק מחרקים, גלי הקול יוחזרו והעטלף ישמע הד חלש מאוד. לעומת זאת, אם יש חרק על העלה, גלי הקול יוחזרו אל העטלף כהד חזק כי החרק נמצא "מולו". כיוון שכך, אם יתגלה שהעטלף ניגש לעלה באלכסון, הוא כנראה נעזר באפקט ההחזרה כדי לאתר את החרק.

בהמשך בדקו החוקרים את היחסים בין החרק לעטלף באמצעות "ראש סונארי". מדובר במכשיר שמדמה עטלף" הוא משחרר קריאות בתדרים הרלוונטיים ואפשר לשלוט בו במרחב. הם יצרו זירה שכוללת ראש סואנרי ועלה שעליו יש או אין חרק. הראש הסונרי הוצב בזוויות שונות סביב העלה ושחרר מהן את תדרי הקריאה של העטלף. בזירה הוצבו מיקרופונים רגישים במיוחד שמדדו את ההדים המוחזרים מהעלה בתגובה לכל קריאה.

העטלף משתמש בעלה כמעין "מראה אקוסטית". עטלף M. microtis טורף גמל שלמה | מקור: Christian Ziegler, Ziegler et al

ניגשים באלכסון

כך יצרו החוקרים ייצוג תלת-ממדי של ההדים הנוצרים בתגובה לקריאות, תוך שימוש בחמישה טווחי תדירויות שונים שאופייניים לעטלפים. התוצאות הראו כי בזוויות גישה קטנות מ-30 מעלות נוצר הד חזק המגיע לעטלף, ובזוויות גדולות יותר ההד כמעט שאינו מגיע לעטלף.

כלומר על פי השערת הצל האקוסטי, אם עטלף ייגש לעלה בזווית קטנה מ-30 מעלות, הוא ישמע הבדל משמעותי בהד החוזר אליו אם יהיה חרק על העלה, וכך הוא יזהה את טרפו. לעומת זאת, לפי השערת אפקט ההחזרה, במקרה שאין חרק על העלה והעטלף ניגש אליו באלכסון, ההד שיוחזר אליו יהיה חלש מאוד. אם יש שם חרק, ההד יהיה הרבה יותר חזק. כעת נותר רק לבחון איזו אופציה מתקיימת במציאות.

כדי לגלות זאת בחנו החוקרים ארבעה עטלפים מהמין M. microtis שנלכדו בטבע והושמו בזירה המתוארת כאן. על העלים הניחו חרקים ותיעדו את התנהגות העטלפים בעזרת מיקרופון על-קולי ומצלמות תת-אדומות – אור שהעטלפים אינם מסוגלים לראות. כך בחנו את קריאות העטלפים, את ההדים החוזרים ואת זוויות הגישה שלהם לחרק.

החוקרים גילו כי העטלף ניגש לטרף באלכסון, וכ-80 אחוז מזוויות הגישה היו בין 42 ל-78 מעלות. על כן הסיקו החוקרים כי העטלפים אוכלי החרקים מנצלים את אפקט ההחזרה של גלי הקול כשהם ניגשים לטרף על העלים. המחקר מראה שמנגנון האקולוקציה של העטלפים מרשים אף יותר משחשבנו, והחוקרים משערים כי מנגנון דומה של שימוש באפקט ההחזרה קיים גם אצל מיני עטלפים נוספים.