Vleermuizen gebruiken bladeren als spiegels om prooi in donker te vinden

Hoe vindt een vleermuis een insect die in het donker stilletjes op een blad zit te rusten? ‘Niet’, werd lang gedacht. Want de beestjes worden akoestisch gecamoufleerd doordat bladeren de geluidsgolven sterker weerkaatsen dan insecten. Biologen van de Vrije Universiteit Amsterdam en het Smithsonian Tropical Research Institute in Panama (STRI) hebben nu ontdekt hoe vleermuizen dit probleem oplossen.

06-08-2019 | 10:54

Vleermuizen zenden geluidsgolven uit en gebruiken vervolgens de informatie van de terugkaatsende geluidsgolven om hun omgeving in kaart te brengen en eten te zoeken. In het dikke gebladerte van een tropisch bos kunnen echo's van de bladeren dienen als een natuurlijke dekmantel voor de insecten.

Akoestisch gecamoufleerde prooi
Nieuwe experimenten laten zien dat bladneusvleermuizen wel degelijk gecamoufleerde prooien weten te vinden met behulp van echolocatie. En wel door de hoek aan te passen waarin zij een blad naderen. Deze nieuwe bevindingen, gepubliceerd in Current Biology, schijnen een nieuw licht op de evolutie van roofdier-prooi-interacties.

Naderingshoek onthuld
“Jarenlang werd gedacht dat het voor vleermuizen zintuigelijk onmogelijk is om met behulp van echolocatie bewegingloze prooien te vinden die op bladeren rusten,” zegt Inga Geipel, postdoc-onderzoeker bij STRI. Inga Geipel en Ralph Simon, postdoc-onderzoeker aan de Vrije Universiteit Amsterdam, ontdekten hoe de vleermuizen het onmogelijke toch voor elkaar krijgen. De onderzoekers voerden experimenten uit met een kunstmatige vleermuiskop om ultrasone echo's te maken en te meten. Ze combineerden dit met high-speed video-opnamen van echte vleermuizen bij het naderen van een prooi.

Meer dan 500 posities
Om te begrijpen hoe vleermuizen door de akoestische camouflage heen prikken om hun prooi te kunnen grijpen, voerde Simon metingen uit van echo’s met de kunstmatige vleermuiskop. Hij richtte geluidsgolven op bladeren met en zonder insecten. De geluidsgolven werden onder meer dan 500 verschillende hoeken afgegeven, zodat er een compleet 3D-profiel van de echo’s ontstond. Op elke positie berekende hij de intensiteit van de echo's voor vijf verschillende geluidsfrequenties; de frequenties die een vleermuis kan produceren.

Als een spiegel
vleermuis 1“Uit de analyse van de echo’s bleek heel duidelijk dat er bepaalde hoeken zijn waarin de vleermuizen het insect onmiddellijk detecteren”, zegt Ralph Simon. Bladeren met en zonder insecten reflecteren het geluid sterk terug als het rechtuit komt (vanuit hoeken kleiner dan 30 graden). Wanneer een vleermuis vanuit deze hoeken nadert, kan hij zijn prooi niet vinden. Als het geluid afkomstig is van schuine hoeken groter dan 30 graden, wordt het geluid weg van de bron gereflecteerd en werken bladeren als een spiegel, net zoals een meer het omliggende bos reflecteert in de schemering of bij zonsopgang. De naderingshoek maakt een stil zittend insect detecteerbaar.

Tussen 42 en 78 graden
Op basis van deze experimenten voorspelden Simon en Geipel dat vleermuizen rustende insecten op bladeren vanuit hoeken tussen 42 en 78 graden moeten benaderen. Dit zouden de optimale hoeken moeten zijn om te onderscheiden of er een insect zit op het blad of niet. Vervolgens filmde Geipel hoe echte vleermuizen insecten vangen die op kunstmatige bladeren waren geplaatst, op het onderzoeksstation van Barro Colorado Island in Panama. Met behulp van twee high-speed camera's reconstrueerde ze de driedimensionale vliegroutes van de vleermuizen op het moment dat ze hun prooi naderen. Bijna 80 procent van de vliegroutes lag inderdaad binnen de voorspelde hoeken. "Deze studie laat zien dat we met behulp van technische opstellingen, een beter begrip kunnen krijgen van natuurlijke mechanismen, in dit geval echolocatie bij vleermuizen”, aldus Simon. "En betere kennis over hoe bijvoorbeeld de akoestische wereld van een vleermuis in elkaar steekt, kan gebruikt worden in nieuwe toepassingen zoals op vleermuis geïnspireerde sonarsystemen.”