小さなコウモリが音地図を使って移動する仕組み

コウモリは音で「見る」能力があることでよく知られており、エコーロケーションを使って餌やねぐらを見つけます。コウモリの中には、自分の生息域の音で作った地図を思いつくものもいます。この地図は、コウモリが1.8マイルの距離を移動するのに役立ちます。この発見は、10月31日にサイエンス誌に掲載された研究で説明されています。

コウモリは、エコーロケーションを使って方向を定め、局所的に音波を発します。しかし、このエコーロケーションは短距離で指向性が高く、数十フィート以内の大きな物体を最もよく検知できます。コウモリがエコーロケーションを使って物にぶつからないようにしたり、自分の位置を確認したりすることは昔から知られていますが、飛行中にどのように移動するかについては、あまりわかっていません。エコーロケーションはナビゲーションには限界があるからです。

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この研究では、国際的な科学者チームが、体重が1オンス未満のクールスアブラコウモリ（ Pipistrellus kuhlii ）を使った実験を行った。数夜にわたって、チームはコウモリのねぐらの近くで76匹のコウモリを追跡した。彼らはコウモリを、生息域内で半径1.8マイル以内のさまざまな地点に移動させた。

76 匹のコウモリすべてに、ATLAS と呼ばれる逆 GPS 追跡システムが取り付けられ、コウモリをリアルタイムで追跡しました。一部のコウモリには ATLAS システムのみが取り付けられ、他のコウモリは、視覚、嗅覚、磁気感覚、エコーロケーションが、ねぐらへの帰り道にどのように影響するかを評価するために監視されました。

エコーロケーションのみでは、コウモリの 95 パーセントが数分以内にねぐらに戻りました。研究チームによると、これはコウモリが、非常に指向性が高く比較的局所的な感知モードのみを使用して、1 マイル規模のナビゲーションを実行できることを実証しています。ただし、エコーロケーションが利用できない場合、コウモリは視覚を使用してナビゲーションを改善できることもわかりました。

「コウモリが視覚も使っていることに驚きました」と、ドイツのマックス・プランク動物行動研究所の行動生態学者で、研究の共著者でもあるアヤ・ゴールドシュタイン氏は声明で述べた。「予想外のことでした。こんなに小さな目でも、このような状況下で視覚に頼れるとは信じられませんでした。」

野外実験と並行して、チームは渓谷全体の詳細な地図を作成しました。この地図は、飛行中に ATLAS システムから得られるリアルタイム データを使用して各コウモリが経験したことを視覚化し、コウモリが音響情報をどのように利用して道を見つけたかを理解するために作成されました。

ビデオ: コウモリがエコーロケーションを行う様子を示す、バスエコーロケーションの研究で再現された谷の地図。クレジット: Xing Chen

モデルは実験から得られたデータを使用し、コウモリは「反響エントロピー」が高い環境的特徴の近くを飛ぶ傾向があることを示しました。これらはコウモリに、エコーロケーションで見ることができるものを補完できるより豊富な音響情報を提供する領域です。

「位置特定段階では、コウモリは曲がりくねった飛行を行い、ある時点で目的地に向かう方向性のある飛行に変わります。これはコウモリがすでに自分の位置を知っていることを示しています」とゴールドシュタイン氏は言う。「コウモリは、より多くの音響情報を持つ環境的特徴の近くを飛行し、ナビゲーションの決定を下します。」

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コウモリはこの音響情報を使って、木と道路といった環境の違いを識別し、音響の目印として利用することができます。

研究チームによると、これらの実験は、クールアブラコウモリがエコーロケーションのみを使用して数フィートの距離を移動できることを示している。視覚が利用できる場合は、両方の感覚を組み合わせてナビゲーションを強化することができる。また、これらの音響ランドマークを使用して、ねぐらに戻るためのメンタルマップを作成する。