如何用超声波打败超声波？飞蛾告诉你

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蝙蝠能够利用回声定位来捕猎佳肴，而飞蛾则常常出现在它们的菜单中。在这场捕食者与猎物的声学军备竞赛中，飞蛾也有两手绝活——准确地说是“两翼”绝活：一项新的研究显示，飞蛾翅膀上的鳞片能够吸收声波，尤其是蝙蝠最爱的超声波。

“飞蛾和蝴蝶的翅膀都被一层层鳞片覆盖着，这些鳞片由一种叫做甲壳素（chitin）的天然聚合物组成。大多数昆虫和甲壳动物的外骨骼中都存在甲壳素。”英国布里斯托大学（University of Bristol）的托马斯·尼尔（Thomas Neil）说，一开始，他用声波对飞蛾的翅膀进行轰击，观察回弹的情况。

“我们发现，被超声波击中时飞蛾鳞片会与之共振，共振频率与蝙蝠用于回声定位的超声波频率几乎是一致的。”振动将超声波的能量转化成了机械能，这会减弱传回到蝙蝠的回声。

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“这可能不是巧合。由于具有特定的形状和大小，这些鳞片的共振频率恰到好处，让它们能够吸收来自狩猎蝙蝠的声波能量。”接下来，尼尔和同事对一系列不同鳞片的声波阻尼性能进行了建模。

“飞蛾身上很有趣的一点是，所有的鳞片都有着不同的形状和大小。我们发现，每个鳞片的共振频率都有细微的差别——合在一起，它们能吸收的（声波）频率范围就很大了。”这个范围包括了蝙蝠回声定位的频率，尼尔在美国声学学会会议（Meeting of the Acoustical Society of America）上报告了这一发现。这说明，即使在野外遇到了一大波蝙蝠，飞蛾受到的保护也应该相当周全。

不过，这个策略真能奏效吗？“我们其实不知道这些鳞片对飞蛾的真实保护效果如何。但根据我们所有的建模、测量和预测，这些鳞片似乎能很有效地帮助飞蛾在夜间躲避蝙蝠。”

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如果有蝙蝠听到了这儿——尼尔会告诉你，可能并没有什么办法能挫败飞蛾这一战术。“蝙蝠或许只能发出更高振幅的超声波，增强超声波的强度，以此从飞蛾身上获得更强的回声。”换句话说，相比小声“哔哔”，蝙蝠们或许该用大声“吼叫”来捉到更多的飞蛾。

翻译：武大可

审校：魏潇

引进来源：科学美国人

本文来自：中国数字科技馆

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