每晚，蝙蝠从栖息地中大量涌出，创造了科学家们称之为“鸡尾酒会噩梦”的撞击回声定位效果。没人知道蝙蝠是如何应对这一严峻的感官挑战的。现在，来自特拉维夫大学和马克斯·普朗克动物行为研究所（MPI-AB）的科学家们追踪了成千上万的蝙蝠，以找出答案：当蝙蝠首次从栖息地中涌出时，它们从群体的中心增加了距离，并调整了回声定位，以便在蝙蝠密度最高的区域安全机动。该研究于3月31日发表于《美国国家科学院院刊》上。
Aya Goldshtein、Omer Mazar 和 Yossi Yovel 曾在蝙蝠洞外站了许多晚上。尽管如此，看到成千上万的蝙蝠从洞中喷涌而出，拍动着翅膀飞向夜空，有时密度高到看起来像液体，每次都让科学家们感到震惊。但直到最近，这些蝙蝠生物学家们对他们所未见的现象更加困惑。“蝙蝠没有撞到彼此，”来自马克斯·普朗克动物行为研究所的Goldshtein说，“即使在数十万只蝙蝠从一个小出口飞出的群落中。”
“噩梦”鸡尾酒会
蝙蝠在每晚涌出洞穴觅食时，如何不致发生致命撞击，一直是科学上的一个谜。许多蝙蝠主要通过回声定位感知它们的世界：它们发出一个信号并倾听反射的回声，这反过来让它们“看到”周围的事物。但如果许多蝙蝠同时回声定位，例如当整个群落在几分钟内从一个洞穴中涌出时，其他蝙蝠的信号应该会淹没蝙蝠所需要的重要回声信息。科学家将这种声学信息的丢失称为“干扰”，并认为蝙蝠应该因此发生碰撞。
然而，在洞穴外发生的空中事故如此罕见，“见到一起时你几乎会感到兴奋，”Goldshtein说。
数十年来，科学家们一直尝试弄清楚蝙蝠是如何解决这一“鸡尾酒会噩梦”的， ambient chatter 使你失去对需要听到的声音的听觉。例如，他们研究了蝙蝠在群体中如何进行回声定位。在实验室中，科学家观察到，小群体中的每只蝙蝠各自以略微不同的频率进行回声定位，这理论上应该可以减少干扰。这是解决方案吗？
Yovel表示，过去的此类研究是重要的踏脚石，但由于缺少一个关键的部分，它们未能提供对鸡尾酒会难题的令人信服的答案。“没有人从单只蝙蝠在涌出过程中的角度来看待这种情况。如果我们不研究它在行动中的表现，怎么能理解它的行为呢？”
走进蝙蝠洞
第一次，Goldshtein和同事们采集了黄昏时从洞穴中涌出的野生蝙蝠数据。他们使用了一种高分辨率追踪的组合，由Ran Nathan和Sivan Toledo开发，超声录音以及感觉运算计算机建模——所有这些都使研究人员能够走进蝙蝠的感官世界，因为动物们在挤出洞口并飞过景观去觅食。
该团队由特拉维夫大学的科学家领导，在以色列的胡拉山谷研究大鼠尾蝙蝠。在两年间，他们给数十只蝙蝠贴上轻量级的跟踪器，以每秒记录蝙蝠的位置。其中一些标签还包括超声波麦克风，从单只蝙蝠的视角记录音频场景。每年，数据都在蝙蝠标记的同一晚收集。
一个警告：标记的蝙蝠是在洞外释放的并进入涌出的群落，这意味着在密度最高时，洞口处缺少真实数据。研究小组通过Omer Mazar开发的计算模型填补了这一空白，并模拟了涌出过程。该模型结合了追踪器和麦克风收集的数据，重建了从洞口开始到蝙蝠飞过山谷两公里后的整个行为序列。“模拟使我们能够验证我们的假设，即蝙蝠是如何在涌出过程中解决这一复杂任务的，”Mazar说。
规避声学困境
而出现的画面是非凡的。当出口流出洞穴时，蝙蝠经历了一种混杂的呼叫声，其中94%的回声定位被干扰。然而，在离开洞穴的五秒内，蝙蝠显著减少了回声定位的干扰。它们还进行了两个重要的行为变化：首先，它们从密集的群体核心散开，同时保持群体结构；其次，它们发出了更短、更弱且频率更高的信号。
研究人员怀疑，蝙蝠通过快速从洞穴散开来减少干扰。但蝙蝠为什么会将回声定位的频率提高呢？更多的呼叫难道不是只会加大干扰和碰撞风险吗？为了理解这一结果，作者们不得不从蝙蝠的视角来看待这个场景。
Mazar说：“想象一下你是一只在杂乱空间中飞行的蝙蝠。你需要了解的最重要的目标是直接在你前面的蝙蝠。所以你应该以那只蝙蝠为目标进行回声定位，以便获得最详细的信息。当然，由于干扰，你可能会错过大部分可用信息，但这没关系，因为你只需要足够的细节来避免撞上那只蝙蝠。”
换句话说，蝙蝠改变了它们的回声定位方式，以获得邻近伙伴的详细信息——最终，这种策略帮助它们成功机动和避免碰撞。
作者们强调，蝙蝠解决鸡尾酒会困境的这一意外结果是通过在它们的自然环境中研究蝙蝠执行相关任务而实现的。“过去的理论和实验室研究让我们能够想象可能性，”Goldshtein说。“但只有当我们尽可能接近地置身于动物的立场时，我们才能理解它们所面临的挑战以及它们如何解决这些挑战。”
