有些飛蛾進化出「聲波共振皮毛」,吸收蝙蝠超聲波定位躲避獵食

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 13 日 18:27 | 分類 材料、設備 , 環境科學 , 生物科技 follow us in feedly

蝙蝠喜歡吃飛蛾,它們在黑暗中發出超音波來確認獵物位置。而根據一項新研究,有些飛蛾演化出一層能吸收蝙蝠超聲波的皮毛做為防禦手段,被動躲避蝙蝠獵捕,這一發現或許能幫助科學家設計出更輕薄的共振吸音器。



據台師大生命科學系教授吳忠信文章解釋,蝙蝠捕食時,靠喉部肌肉快速收縮產生超聲波並經由鼻或嘴發射出去,接著耳朵接收超音波撞到獵物或障礙物的回音以辨別對方位置。約 70 % 蝙蝠都會捕食昆蟲,飛蛾是他們的盤中飧,過去科學家發現有些飛蛾進化出耳朵,可以聽到獵食者發出的超音波來躲避牠們。

但大多數飛蛾都還是沒有進化出耳朵的「聾子」,那麼牠們遇到蝙蝠要如何自保?來自英國布里斯托大學的團隊在檢查學名為 Bunaea alcinoe 的蛾時,發現牠們胸前與翅膀關節覆蓋了一層能讓聲音「隱形」的皮毛。

據環保署解釋,人們最常見的吸音手法是以摩擦來降低空氣疏密波振動強度,比如採用多孔隙結構的發泡類、纖維類材料;但不是唯一方法,我們也可利用共振來降低聲波振動,多是開孔板材料(以薄板、薄膜類材料和背後空腔構成的牆面),以共頻原理吸音,越接近噪音源頻率,吸音效果愈好,一般適用於吸收某特定頻率噪音。

而新發現的飛蛾皮毛構造就是上述共振吸音原理,當遇到蝙蝠發出用來回聲定位的聲波時,飛蛾翅膀與胸前這層皮毛就會以相同頻率振動,專門吸收掉蝙蝠的超聲波。在實驗室測試中,研究人員發現這種共振機制可吸收掉高達 85% 的入射聲波;當研究人員除去胸前皮毛,飛蛾被蝙蝠發現的風險立刻增加多達 38%。

研究第一作者 Zhiyuan Shen 表示,這種共振機制有可能激發出超薄吸音器的新概念。該團隊接下來將量化皮毛的超聲波反射與吸收係數。這項研究成果將發表在美國聲學學會第 176 次會議上。

(首圖為 Bunaea alcinoe 飛蛾,來源:布里斯托大學