Los sistemas de ecolocalización (o sonar) de animales, como los sistemas de radar humano , son susceptibles a la interferencia conocida como interferencia de ecolocalización o interferencia de sonar. La interferencia ocurre cuando los sonidos que no son del objetivo interfieren con los ecos del objetivo. El bloqueo puede ser intencional o involuntario, y puede ser causado por el propio sistema de ecolocalización, otros animales, presas o humanos que se ecolocalizan. Sin embargo, los animales de ecolocalización han evolucionado para minimizar los atascos; Los comportamientos de evitación de la ecolocalización no siempre tienen éxito.
Auto interferencia
Los animales ecolocalizadores pueden atascarse de varias maneras. Los murciélagos, por ejemplo, producen algunos de los sonidos más fuertes de la naturaleza, [1] e inmediatamente escuchan ecos que son cientos de veces más débiles que los sonidos que emiten. [2] Para evitar ensordecer, cada vez que un murciélago hace una emisión de ecolocalización, un pequeño músculo en el oído medio del murciélago (el músculo estapedio ) aprieta unos pequeños huesos llamados huesecillos , que normalmente amplifican los sonidos entre el tímpano y la cóclea . [3] Esto amortigua la intensidad de los sonidos que el murciélago escucha durante este tiempo, preservando la sensibilidad auditiva a los ecos objetivo.
La interferencia puede ocurrir si un animal todavía está produciendo un sonido cuando regresa un eco, por ejemplo, de un objeto cercano. Los murciélagos evitan este tipo de interferencias produciendo sonidos cortos de 3-50 ms cuando buscan presas o navegan. [4] Los murciélagos producen sonidos progresivamente más cortos, hasta 0.5 ms, para evitar autoatascos cuando ecolocalizan objetivos a los que se acercan. [5] Esto se debe a que los ecos de objetivos cercanos volverán al murciélago antes que los sonidos de objetivos distantes.
Otra forma de interferencia ocurre cuando un animal ecolocalizador produce muchos sonidos en sucesión y asigna un eco a la emisión incorrecta. Para evitar este tipo de interferencias, los murciélagos suelen esperar el tiempo suficiente para que los ecos regresen de todos los objetivos posibles antes de emitir el siguiente sonido. Esto se puede ver claramente cuando un murciélago ataca a un insecto. El murciélago produce sonidos con intervalos de tiempo progresivamente más cortos, pero siempre dejando suficiente tiempo para que los sonidos viajen al objetivo y regresen. [6] Otra forma en que los murciélagos superan este problema es produciendo sonidos sucesivos con estructuras de tiempo-frecuencia únicas. [7] Esto permite a los murciélagos procesar ecos de múltiples emisiones al mismo tiempo y asignar correctamente un eco a su emisión utilizando su firma de frecuencia de tiempo.
Atasco por otros sistemas de ecolocalización
Al igual que los peces eléctricos , los animales en ecolocalización son susceptibles a interferencias de otros animales de la misma especie que emiten señales en el entorno cercano. [8] Para evitar tales interferencias, los murciélagos utilizan una estrategia también empleada por los peces eléctricos para evitar esta interferencia: un comportamiento conocido como respuesta de evitación de interferencias (JAR). [8] En un JAR, uno o ambos animales cambian la frecuencia de sus sonidos de la utilizada por el otro animal. [8] [9] Esto tiene el efecto de permitir a cada animal un ancho de banda de frecuencia único donde no se producirán interferencias. Los murciélagos pueden realizar este ajuste muy rápidamente, a menudo en menos de 0,2 segundos. [9]
Los murciélagos marrones grandes pueden evitar atascarse permaneciendo en silencio durante períodos de tiempo cuando siguen a otro murciélago marrón grande ecolocalizado. [10] Esto a veces permite que el murciélago silencioso capture una presa en situaciones competitivas de búsqueda de alimento.
Jamming por presa
Muchas polillas tigre producen clics ultrasónicos en respuesta a las llamadas de ecolocalización que usan los murciélagos mientras atacan a sus presas. [11] Para la mayoría de las especies de polilla tigre, estos clics advierten a los murciélagos que las polillas tienen compuestos tóxicos que las hacen desagradables. [12] Sin embargo, la polilla tigre Bertholdia trigona produce clics a una velocidad muy alta (hasta 4.500 por segundo) para bloquear la ecolocalización de los murciélagos. [13] Jamming es la defensa más efectiva contra murciélagos jamás documentada, con jamming que causa una disminución de diez veces en el éxito de captura de murciélagos en el campo. [14]
Historia
La posibilidad de que las polillas atasquen la ecolocalización de los murciélagos surgió con un informe experimental publicado en 1965 por Dorothy Dunning y Kenneth Roeder. [15] Los clics de las polillas se reprodujeron a través de un altavoz mientras los murciélagos intentaban capturar gusanos de la harina catapultados por el aire. Los clics de las polillas hicieron que los murciélagos se alejaran de los gusanos de la harina, pero las llamadas de ecolocalización reproducidas a través del altavoz no lo hicieron, lo que hizo que los autores concluyeran que los clics de las polillas disuadían a los murciélagos. Sin embargo, más tarde se determinó que los clics de las polillas se reproducían a un nivel anormalmente alto, invalidando esta conclusión. [dieciséis]
En los años siguientes, Dunning llevó a cabo más experimentos para demostrar que los clics de las polillas tienen una función de advertencia. [16] Es decir, les comunican a los murciélagos que las polillas son tóxicas, ya que muchas polillas acumulan sustancias químicas tóxicas de sus plantas hospedadoras como las orugas y las mantienen en sus tejidos hasta la edad adulta. Roeder estuvo de acuerdo con los hallazgos de Dunning. [17]
James Fullard y sus colegas publicaron hallazgos en 1979, [18] y 1994 [19] argumentando a favor de la hipótesis de la interferencia basada en las características acústicas de los clics de las polillas, sin embargo, esta hipótesis todavía fue ampliamente debatida en la literatura durante ese tiempo. [12] [20] [21]
En la década de 1990 se llevaron a cabo experimentos transmitiendo clics a murciélagos que realizaban tareas de ecolocalización en una plataforma [22] y con métodos neurofisiológicos [23] para demostrar un mecanismo plausible de interferencia. Los investigadores concluyeron que la mayoría de las polillas tigre no producen suficiente sonido para bloquear el sonar de los murciélagos.
El primer estudio que demostró de manera concluyente que las polillas atascan murciélagos fue publicado en 2009 por investigadores de la Universidad de Wake Forest. [13] En este estudio, se criaron grandes murciélagos marrones en cautiverio para asegurarse de que no tenían experiencia previa con presas chasqueantes y se entrenaron para atacar polillas atadas a una delgada línea unida al techo en una sala de vuelo interior. Durante un experimento de nueve noches, los murciélagos atacaron polillas de control sin clic y Bertholdia trigona , polillas que fueron seleccionadas por sus extraordinarias habilidades de clic. Los murciélagos tenían dificultades sustanciales para atrapar las polillas que chasqueaban en comparación con los controles silenciosos, y se comían las polillas B. trigona cuando tenían la oportunidad, refutando así la hipótesis de que los chasquidos estaban advirtiendo a los murciélagos de la toxicidad de las polillas. Los clics de las polillas también interrumpieron el patrón estereotipado de la ecolocalización de los murciélagos, lo que confirmó la función de interferencia de los clics.
Humanos interfiriendo animales
Los seres humanos pueden bloquear la ecolocalización de los animales de forma deliberada o accidental. Se han realizado esfuerzos recientes para desarrollar elementos de disuasión de interferencias acústicas para excluir a los murciélagos de edificios o puentes, o para mantener a los murciélagos alejados de las turbinas eólicas donde ocurren grandes cantidades de mortalidad. [24] Se ha demostrado que estos elementos de disuasión reducen la actividad de los murciélagos en un área pequeña. Sin embargo, la ampliación de los disuasivos acústicos a grandes volúmenes para aplicaciones como mantener a los murciélagos alejados de las turbinas eólicas es difícil debido a la alta atenuación atmosférica de los ultrasonidos .
Referencias
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enlaces externos
- www.sonarjamming.com - Sitio web de investigación sobre polillas que bloquean el sonar de murciélagos
- Artículo de NPR News - "Las polillas burlan a los murciélagos mediante la interferencia del sonar"
- BR News Review - "códigos de animal jam"