반향 위치 방해

Echolocation jamming

사람의 레이더 시스템과 같이 동물의 반향 위치(또는 음파) 시스템은 반향 위치 교란 또는 음파 교란으로 알려진 간섭에 취약하다.방해 전파는 비표적 소리가 표적 에코를 방해할 때 발생합니다.방해는 의도적이거나 의도적이지 않을 수 있으며, 반향 위치 확인 시스템 자체, 다른 반향 위치 확인 동물, 먹이 또는 사람에 의해 발생할 수 있습니다.그러나 반향 위치 맞추기 동물은 방해 전파를 최소화하도록 진화해 왔다; 반향 위치 맞추기 회피 행동이 항상 성공적인 것은 아니다.

셀프잼

음파탐지 동물들은 여러 가지 방법으로 스스로를 방해할 수 있다.예를 들어,[1] 박쥐는 자연에서 가장 큰 소리를 내고, 그들이 [2]내는 소리보다 수백 배 더 희미한 메아리를 즉시 듣습니다.박쥐가 반향 위치를 방출할 때마다 박쥐의 중이에 있는 작은 근육(등골근)이 소골이라고 불리는 작은 뼈를 압박하는데, 이것은 보통 귀 드럼과 달팽이관 [3]사이의 소리를 증폭시킨다.이것은 박쥐가 이 시간 동안 듣는 소리의 강도를 감소시켜 표적 메아리에 대한 청각 민감도를 유지합니다.

예를 들어, 메아리가 가까운 물체에서 돌아올 때 동물이 여전히 소리를 내고 있다면 방해 전파가 발생할 수 있습니다.박쥐는 먹이를 찾거나 [4]항해할 때 3~50밀리초의 짧은 소리를 내면서 이런 종류의 방해물을 피합니다.박쥐는 접근 중인 [5]표적을 반향할 때 자가 방해를 피하기 위해 0.5ms까지 점진적으로 짧은 소리를 낸다.이것은 가까운 목표물로부터의 메아리가 먼 목표물로부터의 소리보다 더 빨리 박쥐로 돌아오기 때문이다.

또 다른 형태의 방해물은 반향하는 동물이 연속적으로 많은 소리를 내고 잘못된 방출에 반향을 할당할 때 발생합니다.이런 종류의 방해물을 피하기 위해, 박쥐들은 보통 다음 소리를 내기 전에 가능한 모든 목표물로부터 메아리가 돌아올 때까지 충분한 시간을 기다립니다.이것은 박쥐가 곤충을 공격할 때 명확하게 볼 수 있다.박쥐는 점차적으로 짧은 시간 간격으로 소리를 내지만, 항상 소리가 목표물에 도달했다가 [6]되돌아오는 데 충분한 시간을 허용한다.박쥐들이 이 문제를 극복하는 또 다른 방법은 독특한 시간 주파수 [7]구조로 연속적인 소리를 내는 것이다.이것은 박쥐들이 동시에 여러 개의 방출로부터의 반향을 처리할 수 있게 하고, 시간 주파수 신호를 사용하여 방사물에 반향을 정확하게 할당할 수 있게 해줍니다.

다른 반향 위치 측정 시스템에 의한 방해

전기 물고기와 같이, 반향 위치 맞추기 동물들은 주변 [8]환경에서 신호를 보내는 같은 종의 다른 동물들로부터 방해받기 쉽습니다.이러한 방해물을 피하기 위해, 박쥐들은 전기 물고기가 이러한 방해물을 피하기 위해 사용하는 전략을 사용합니다:[8] 방해물 회피 반응으로 알려진 행동입니다.JAR에서는 한 마리 또는 두 마리 모두 다른 [8][9]동물이 사용하는 소리와 다르게 소리의 주파수를 변경합니다.이것은 각 동물에게 전파 교란이 발생하지 않는 고유한 주파수 대역폭을 허용하는 효과가 있다.박쥐는 종종 0.2초 [9]이내에 매우 빠르게 이러한 조정을 할 수 있습니다.

큰 갈색 박쥐는 다른 반향하는 큰 갈색 [10]박쥐를 따라갈 때 한동안 침묵을 유지함으로써 방해 전파를 피할 수 있습니다.이것은 때때로 경쟁적인 먹이찾기 상황에서 침묵하는 박쥐가 먹이를 포획할 수 있게 해준다.

먹잇감에 의한 방해

나방 베르톨디아 트리고나는 포식자의 반향 위치를 방해하는 것으로 알려진 유일한 동물이다.

많은 호랑나방들은 박쥐들이 [11]먹이를 공격할 때 사용하는 반향 위치 확인 호출에 반응하여 초음파 딸깍 소리를 냅니다.대부분의 호랑이 나방 종들에게 이러한 딸깍 소리는 박쥐들이 그들을 불쾌하게 [12]만드는 독성 화합물을 가지고 있다는 것을 경고한다.하지만 호랑나방 베르톨디아 트리고나는 박쥐의 반향 [13]위치를 방해하기 위해 매우 빠른 속도로 클릭을 합니다.Jamming은 지금까지 기록된 박쥐에 대한 가장 효과적인 방어 수단이며,[14] Jamming은 필드에서 박쥐 포획 성공률을 10배 감소시킵니다.

역사

나방이 박쥐의 반향 위치 파악을 방해할 가능성은 도로시 더닝과 케네스 [15]로더가 1965년에 발표한 실험 보고서에서 비롯되었다.박쥐들이 공중에서 날아다니는 밀웜을 잡으려고 할 때 나방의 딸깍 소리가 확성기를 통해 들려왔다.나방의 딸깍 소리는 박쥐들이 밀웜으로부터 멀어지게 만들었지만, 스피커를 통해 들려오는 반향 위치 확인 통화는 그렇지 않았고, 저자들은 나방의 딸깍 소리가 박쥐들을 설득시켰다고 결론지었다.그러나 나중에 나방의 딸깍 소리가 비정상적으로 크게 들린 것으로 밝혀져 이 [16]결론은 무효가 되었다.

이후 몇 년 동안 더닝은 나방의 딸깍 소리가 경고 [16]기능을 한다는 것을 보여주기 위해 추가 실험을 했다.즉, 많은 나방들이 애벌레로서 숙주 식물로부터 독성 화학 물질을 축적하여 성충이 될 때까지 그들의 조직에 보관하기 때문에, 그들은 박쥐들에게 나방이 독성이 있다는 것을 전달한다.로더는 더닝의 연구결과에 동의했다.[17]

제임스 풀러드와 동료들은 [18]1979년과 1994년에[19] 나방 클릭의 음향 특성에 기초한 방해 가설에 찬성하는 연구 결과를 발표했지만,[12][20][21] 이 가설은 여전히 문헌에서 널리 논의되었다.

1990년대에 방해를 위한 그럴듯한 메커니즘을 입증하기 위해 플랫폼과[22] 신경생리학적인[23] 방법으로 반향 위치 확인 작업을 수행하는 박쥐에 대한 방송 클릭 실험이 수행되었다.연구원들은 대부분의 호랑이 나방이 박쥐 음파탐지기를 방해할 만큼 충분한 소리를 내지 못한다고 결론지었다.

나방 잼 박쥐가 있다는 것을 결론적으로 증명하는 첫 번째 연구는 웨이크 포레스트 [13]대학의 연구자들에 의해 2009년에 발표되었다.이 연구에서 큰 갈색 박쥐들은 먹잇감을 클릭해 본 경험이 없다는 것을 확실히 하기 위해 사육되었고 실내 비행실에서 천장에 연결된 가는 줄에 묶여 있는 나방을 공격하도록 훈련되었다.9박 실험 동안 박쥐들은 클릭하지 않는 제어 나방과 클릭하는 버톨디아 트리고나를 공격했습니다. 이 나방은 그들의 놀라운 클릭 능력으로 선택된 나방입니다.박쥐는 소리 없는 대조군에 비해 딸깍거리는 나방을 잡는 데 상당한 어려움을 겪었고 기회가 있을 때 B. 트리고나 나방을 잡아먹었고, 따라서 딸깍 소리가 박쥐에게 나방의 독성을 경고하고 있다는 가설을 반박했다.나방의 딸깍 소리는 박쥐의 전형적인 반향 위치 추적 패턴을 교란시켜 딸깍 소리가 방해되는 기능을 확인시켜 주었다.

동물 방해를 하는 인간

인간은 고의적으로 또는 우발적으로 반향을 일으키는 동물을 방해할 수 있다.최근 건물이나 교량에서 박쥐를 제외하거나 다수의 사망자가 발생하는 [24]풍력 터빈으로부터 박쥐를 멀리하기 위한 음향 방해 억제제를 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다.이러한 억제제는 작은 영역에 걸쳐 박쥐의 활동을 감소시키는 것으로 나타났다.그러나 초음파의 높은 대기 감쇠 때문에 풍력 터빈으로부터 박쥐를 멀리하는 것과 같은 애플리케이션을 위해 음향 억제제를 대규모로 확장하는 것은 어렵다.

레퍼런스

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외부 링크