Египетские летучие собаки предпочли зрение эхолокации

Имея возможность использовать как эхолокацию, так и зрение для ориентации в пространстве, египетские летучие собаки чаще всего отдают предпочтение последнему. Это выяснили израильские ученые с помощью серии экспериментов, в ходе которых следили за тем, как рукокрылые обрабатывают информацию, поступающую из окружающего мира. Статья опубликована в Science Advances.

Многие рукокрылые ведут ночной и достаточно скрытный образ жизни: передвигаются в темное время суток и живут в потайных темных жилищах. Из-за этого для ориентирования в пространстве пользуются они, в основном, эхолокацией — издают высокочастотные звуковые сигналы, по задержке отражения волн которых определяют не только свое положение, но и положение возможных препятствий и других объектов вокруг.

Считается, что зрение рукокрылых преимущественно ослаблено за ненадобностью. При этом египетских летучих собак (Rousettus aegyptiacus) большие глаза и зрительное поле, а исследователи отмечают, что в менее затемненных помещениях эти животные могут ориентироваться с помощью глаз.  Эхолоцировать они, однако, не перестают и в этом случае — с повышением освещенности гортанные щелчки, которые летучие собаки используют для определения собственного местоположения, пусть и утихают, но не прекращаются. 

Восприятие летучих собак, поэтому, мультимодально: для обработки информации из внешнего мира они могут использовать (причем одновременно) как эхолокацию, так и зрение. При этом о самом механизме такого восприятия (например, о том, как именно отдается предпочтение той или иной модальности) известно достаточно мало. Собрать больше данных с помощью поведенческих экспериментов решили Йосси Йовел (Yossi Yovel) и Саша Данилович (Sasha Danilovich) из Тель-Авивского университета. 

В их первом эксперименте приняли участие четыре летучие собаки, каждая из которых была обучена из двух фигур — призмы или цилиндра — выбирать одну в условиях, когда они могут пользоваться только эхолокацией, только зрением или и тем, и другим.

В условиях, когда для определения местоположения летучим собакам были доступны обе модальности, они смогли успешно определить нужную фигуру: успех каждого участника составил 75 процентов и более. После этого эксперимент провели еще раз, выключив на площадке свет: таким образом собакам была доступна только эхолокация. В таких условиях их успех был намного хуже, и отметки в 75 процентов достигло только одно животное. После этого участникам, наоборот, было доступно только зрение: для этого использовали не твердые цилиндры и призмы, а фигуры той же формы, но из мягкого поролона, плохо отражающего звуковые волны. В этом случае обучение было успешным для всех летучих собак (кроме одной, которая в эксперименте участвовать отказалась). Наконец, в отсутствии зрительной информации и возможности эхолокации ни одна летучая собака не смогла найти нужную фигуру.

Таким образом, результаты этого эксперимента говорят о том, что летучие собаки могут не только эффективно использовать две модальности для ориентации в пространстве, но также — при наличии информации, доступной для обработки двумя каналами — предпочитают ориентироваться на зрение.

Для того, чтобы определить, могут ли летучие собаки транслировать информацию, полученную с помощью одной модальности, в другую, ученые провели второй эксперимент, в ходе которого четырем другим животным необходимо было научиться определять куб либо с ровной, либо с перфорированной поверхностью. Изначально обучение происходило в полной темноте и все четверо участников успешно его прошли. После этого свет в помещении включили, а кубы — закрыли прозрачными колпаками, чтобы избежать возможности определения цели с помощью эхолокации. Три из четырех летучих собак смогли правильно найти необходимый куб только по визуальным признакам выше уровня случайного попадания, и только одна затем повторила успех в полной темноте и в отсутствии возможности для эхолокации: исследователи предполагают, что эта особь могла пользоваться какими-либо другими каналами получения информации (например, обонянием). 

Наконец, в последнем эксперименте ученые решили проследить за тем, как летучие собаки выбирают одну модальность из двух при наличии обеих в условиях, максимально приближенных к естественным. Для этого ученые построили подобие пещеры — лабиринт с двумя рукавами, вход в один из которых был прикрыт стеной либо черного, либо белого цвета. Результаты этого эксперимента показали, что в лабиринтах с черной стенкой собаки (всего в лабиринт по очереди запустили около 40 особей) чаще выбирают закрытый рукав, а вот если преграждающая путь стена белая — открытый, причем предпочтение черной стены увеличивается со снижением освещения. Это говорит о том, что в близкой к естественной ситуации летучие собаки ориентируются скорее на зрение, чем на эхолокацию, отдавая предпочтения стене одного цвета, а не другого. В ситуации с низкой освещенностью и плохо отражающей звук стеной летучие собаки все равно выбирали закрытый черной стеной рукав, а не открытый.

Авторы работы пришли к выводу, что во многих ситуациях (как экспериментальных, так и в условиях, близких к естественным) летучие собаки предпочитают ориентироваться в пространстве по визуальной информации, если такая возможность есть; если освещение не позволяет разглядеть пространство, то эхолокация становится основным каналом получения информации. При этом эхолоцировать животные не перестают даже при высоком освещении, что позволяет им собирать, а затем использовать полученную через этот канал информацию для своеобразного транслирования ее в информацию визуальную.

Осенью 2017 года группа ученых при участии одного из авторов новой статьи, Йосси Йовеля (Yossi Yovel), показала, что обучение «языку» у летучих собак происходит схожим с человеческим образом: при вокализации они чаще используют ту частоту, которую слышат в своем окружении чаще всего, а не «диалект», принадлежащий матери.

Елизавета Ивтушок