科學家發現瓶鼻海豚的新感官:它們能感受到微弱的電場
科學家發現,瓶鼻海豚(又稱寬吻海豚)可以利用其鼻上的振動坑感知微弱的電場,而這一特徵以前被認為是一種殘留特徵。在對海豚”唐娜”和”多莉”進行的實驗中,他們發現這些哺乳動物可以偵測到弱到2.4μV/cm 的電場和魚鰓產生的脈動電場。這種能力被認為有助於海豚利用地球磁場定位獵物和導航,與鯊魚的電靈敏度類似。
瓶鼻海豚幼崽出生時尾部先著地,它們的吻部最初長有兩排精緻的鬍鬚,與海豹的觸手相似。然而,這些鬍鬚在出生後不久就會脫落,留下被稱為”振動坑”的凹痕。最近,德國羅斯托克大學的研究人員蒂姆-胡特納(Tim Hüttner)和吉多-德恩哈特(Guido Dehnhardt)開始懷疑,這些凹坑可能不僅僅是殘留物,還有其他作用。
它們能讓成年瓶鼻海豚感知到微弱的電場嗎?經過初步仔細觀察,他們發現這些殘留的凹坑與鯊魚探測電場的結構非常相似,當他們檢查圈養的瓶鼻海豚是否能感覺到水中的電場時,所有的動物都感覺到了電場。
德恩哈特說:「這給人留下了深刻印象。」他最近在《實驗生物學雜誌》上發表了這一非凡發現以及動物如何利用電感的研究成果。
為了弄清楚瓶鼻海豚對水中生物產生的電場有多敏感,德恩哈特和胡特納與紐倫堡動物園的洛倫佐-馮-費森(Lorenzo von Fersen)和羅斯托克大學的拉爾斯-米爾施(Lars Miersch)合作。首先,他們測試了兩隻瓶鼻海豚唐娜和多莉對不同電場的敏感度,以確定海豚能否偵測到埋在海底沙層中的魚。
Hüttner 和Armin Fritz(紐倫堡動物園)以及一大群同事訓練每隻海豚將下巴放在水下的金屬棒上,然後教它們在感覺到海豚鼻子上方的電極產生的電場後5 秒鐘內遊開。
研究團隊將電場從500V/cm 逐漸減少到2μV/cm,並記錄了海豚根據提示離開的次數,結果令人印象深刻:唐娜和多莉對最強的電場同樣敏感,幾乎每次都能正確離開。只有當電場變弱時,才會發現唐娜的靈敏度略高,她能感應到2.4μV/cm 的電場,而多利則能感應到5.5μV/cm 的電場。
然而,活體動物產生的電場並非只是靜態的。魚鰓的脈動運動會導致電場波動,那麼唐娜和多莉是否也能感應到脈動電場呢?這次,研究團隊在降低電場強度的同時,將電場以每秒1 次、5 次和25 次的頻率進行脈衝,結果海豚果然也能感應到電場。
不過,這兩種動物對交變電場的敏感度都不及對不變電場的敏感度。多莉只能感應到28.9μV/cm 的最慢電場,而唐娜則能感應到所有三個振盪電場,其中感應到11.7μV/cm 的最慢電場。
那麼,這種新的超級感官在實踐中對海豚意味著什麼?Dehnhardt 說:”對微弱電場的敏感性有助於海豚在捕捉魚類之前,在最後幾厘米的範圍內搜尋隱藏在沉積物中的魚類”,與之形成鮮明對比的是,電感超強的鯊魚能夠感知30-70 公分範圍內魚類的電場。
Hüttner 和Dehnhardt 也懷疑,海豚的電感能力可以在更大範圍內幫助它們。
德恩哈特說:『這種感覺能力也可以用來解釋齒鯨對地球磁場的定向,海豚以每秒10 公尺的正常速度遊過地球磁場的薄弱區域時,可以在它們的身體上產生2.5 μV/cm 的可探測電場。而且,如果動物游得更快,它們就更有可能感知到地球的磁場,從而利用它們的電感通過磁力地圖導航全球。”
編譯自/ ScitechDaily