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蝙蝠以最节能的飞行速度移动以获得最大范围

时间:2019-03-01 15:11 作者:admin 点击:

空中迁徙是栖息地之间季节性运动的最快,但也是最具能量要求的方式。由莱布尼茨动物园和野生动物研究所(Leibniz-IZW)的科学家领导的一项新研究调查了迁移Nathusius蝙蝠(Pipistrellus nathusii)的能量需求和行进速度。通过风洞实验确定不同飞行速度的精确能量需求,并通过实地研究记录迁移蝙蝠的实际行进速度,科学家证明蝙蝠以其射程最大的速度行进,使他们能够长距离覆盖用最少的能量。研究人员如何追踪这种巡航控制,发表在“实验生物学杂志”上。

对于许多分类群,特别是蝙蝠,科学家们仍然缺乏对迁移能量需求的清晰认识。由Leibniz-IZW的Sara Troxell和Christian Voigt领导的科学家小组设计了一项雄心勃勃的实验研究,以便在这个问题上取得实质性进展。该研究的第一部分是风洞实验,结合呼吸测量室的测量。该室允许科学家精确地跟踪蝙蝠呼吸空气中的二氧化碳浓度,从中计算出飞行过程中的代谢率。通过在风洞中以不同速度飞行一分钟之前和之后直接重复这些测量,科学家记录了与空气速度相关的飞行代谢率,然后以最佳能量与距离比计算飞行速度。该研究的第二部分是在拉脱维亚波罗的海沿岸的一个迁徙走廊进行的。利用迁移Nathusius蝙蝠的回声定位呼叫,科学家们建立了这些蝙蝠的飞行轨迹,使他们能够测量实际的迁移速度。“我们的研究证实,观察到的飞行速度与预期飞行蝙蝠以最少的能量覆盖最大距离实现最佳飞行速度的预期一致,”Troxell和Voigt总结道。这个速度大约是每秒7.5米,相当于每小时27公里(16英里)。科学家们确定了这些蝙蝠的飞行轨迹,使他们能够测量实际的移徙速度。“我们的研究证实,观察到的飞行速度与预期飞行蝙蝠以最少的能量覆盖最大距离实现最佳飞行速度的预期一致,”Troxell和Voigt总结道。这个速度大约是每秒7.5米,相当于每小时27公里(16英里)。科学家们确定了这些蝙蝠的飞行轨迹,使他们能够测量实际的移徙速度。“我们的研究证实,观察到的飞行速度与预期飞行蝙蝠以最少的能量覆盖最大距离实现最佳飞行速度的预期一致,”Troxell和Voigt总结道。这个速度大约是每秒7.5米,相当于每小时27公里(16英里)。

实地研究还有助于比较迁徙蝙蝠的飞行速度和蝙蝠觅食昆??虫的速度。觅食蝙蝠以比风洞实验中确定的最有效速度低得多的速度飞行。“当在沙丘森林中觅食时,蝙蝠突然转弯以捕捉昆虫,”Troxell解释说。“这些紧急转弯需要较慢的飞行速度,并且在预期这种转弯时整体速度可能会降低。”以前在不太狭窄的栖息地进行的研究表明,平均觅食速度更接近于计算出的理想速度。

迁移飞行速度和飞行能量消耗的数据使得估计小型蝙蝠中跨大陆迁移的能量需求成为可能。“然而,重要的是要意识到我们对蝙蝠迁徙行为的见解仍处于起步阶段,”Voigt解释道。将Nathusius'蝙蝠从欧洲东北部2000公里到法国西部或南部的冬眠地点所需的能量外推估计导致估计的总能量需求接近300千焦耳。这条长度的旅程在直线飞行时至少需要12天才能完成。目前,每晚飞行的确切路线,飞行时间和距离仍然未知,因此需要进行更详细的调查。