如何用超聲波打敗超聲波？飛蛾告訴你

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蝙蝠能夠利用回聲定位來捕獵佳肴，而飛蛾則常常出現(xiàn)在它們的菜單中。在這場捕食者與獵物的聲學軍備競賽中，飛蛾也有兩手絕活——準確地說是“兩翼”絕活：一項新的研究顯示，飛蛾翅膀上的鱗片能夠吸收聲波，尤其是蝙蝠最愛的超聲波。

“飛蛾和蝴蝶的翅膀都被一層層鱗片覆蓋著，這些鱗片由一種叫做甲殼素（chitin）的天然聚合物組成。大多數(shù)昆蟲和甲殼動物的外骨骼中都存在甲殼素。”英國布里斯托大學（University of Bristol）的托馬斯·尼爾（Thomas Neil）說，一開始，他用聲波對飛蛾的翅膀進行轟擊，觀察回彈的情況。

“我們發(fā)現(xiàn)，被超聲波擊中時飛蛾鱗片會與之共振，共振頻率與蝙蝠用于回聲定位的超聲波頻率幾乎是一致的。”振動將超聲波的能量轉化成了機械能，這會減弱傳回到蝙蝠的回聲。

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“這可能不是巧合。由于具有特定的形狀和大小，這些鱗片的共振頻率恰到好處，讓它們能夠吸收來自狩獵蝙蝠的聲波能量。”接下來，尼爾和同事對一系列不同鱗片的聲波阻尼性能進行了建模。

“飛蛾身上很有趣的一點是，所有的鱗片都有著不同的形狀和大小。我們發(fā)現(xiàn)，每個鱗片的共振頻率都有細微的差別——合在一起，它們能吸收的（聲波）頻率范圍就很大了。”這個范圍包括了蝙蝠回聲定位的頻率，尼爾在美國聲學學會會議（Meeting of the Acoustical Society of America）上報告了這一發(fā)現(xiàn)。這說明，即使在野外遇到了一大波蝙蝠，飛蛾受到的保護也應該相當周全。

不過，這個策略真能奏效嗎？“我們其實不知道這些鱗片對飛蛾的真實保護效果如何。但根據(jù)我們所有的建模、測量和預測，這些鱗片似乎能很有效地幫助飛蛾在夜間躲避蝙蝠。”

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如果有蝙蝠聽到了這兒——尼爾會告訴你，可能并沒有什么辦法能挫敗飛蛾這一戰(zhàn)術。“蝙蝠或許只能發(fā)出更高振幅的超聲波，增強超聲波的強度，以此從飛蛾身上獲得更強的回聲。”換句話說，相比小聲“嗶嗶”，蝙蝠們或許該用大聲“吼叫”來捉到更多的飛蛾。

翻譯：武大可

審校：魏瀟

引進來源：科學美國人

本文來自：中國數(shù)字科技館

標簽： 回聲定位 共振頻率 超聲波的 蝴蝶的翅膀