大足蝠(Ia io)听觉敏感性的脑干诱发电位研究:揭示其捕食鸟类的声学适应机制

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Hearing Research 2.5

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  本研究通过听觉脑干诱发电位(ABR)技术,探究了大足蝠(Ia io)在2-80 kHz频率范围内的听觉敏感性,发现其最敏感阈值(24-28 kHz)与回声定位峰值频率匹配,且高频听觉阈值低于多数调频(FM)蝙蝠。该成果为理解其捕食鸟类的声学适应提供了神经生理学证据,发表于《Hearing Research》。

  

在黑暗的夜空中,蝙蝠凭借回声定位系统构建出精确的"声学地图",这种能力依赖于高度特化的听觉系统。作为蝙蝠家族中的特殊成员,大足蝠(Ia io)以捕食鸟类而闻名,其体型在蝙蝠科(Vespertilionidae)中名列前茅。这种独特的食性引发了科学家的好奇:它们的听觉系统是否存在特殊适应?与主要以昆虫为食的调频(FM)蝙蝠相比,大足蝠的听觉敏感性和神经处理机制有何不同?这些问题的解答对于理解蝙蝠感官系统的进化与生态适应具有重要意义。

为探究这些问题,东北师范大学的研究团队采用听觉脑干诱发电位(ABR)技术,对5只成年雄性大足蝠进行了系统研究。ABR作为一种无创、高效的神经电生理检测方法,能够准确反映听觉通路的神经活动。研究人员测量了2-80 kHz范围内的听觉阈值,分析了ABR波形特征,并与其它FM蝙蝠的听觉特性进行比较。

在动物准备方面,研究团队从中国贵州兴义市的天然溶洞捕获实验个体,所有操作均遵循动物实验伦理规范。ABR记录采用标准流程:通过皮下电极采集听觉诱发电位,使用短声(click)和纯音(tone pip)作为刺激信号,系统测定不同频率下的听觉阈值。

研究结果部分显示,大足蝠的ABR波形包含P1-P5五个特征峰,其中P4振幅最大。在24-28 kHz频率范围内(个体差异范围为24-32 kHz),大足蝠表现出最高的听觉敏感性,这一范围与其回声定位呼叫的峰值频率(约29 kHz)高度吻合。值得注意的是,与多数FM蝙蝠相比,大足蝠在高频段的听觉阈值更低,这种特性可能有利于其探测大型猎物(如鸟类)的微弱回声信号。

讨论部分指出,大足蝠的听觉特性体现了对其特殊生态位的适应。较宽的听觉范围和优化的高频敏感性,使其能够在复杂环境中准确定位大型猎物。研究还发现,哺乳动物的听觉敏感峰通常与其重要的声学信号频率相对应,这一规律在海狮、兔、小鼠和海豚等多种动物中均有体现。大足蝠的听觉特征为理解感觉系统与生态行为的协同进化提供了新案例。

该研究的创新性在于首次系统描述了大足蝠的听觉生理特性,揭示了其捕食鸟类行为的声学基础。研究结果不仅丰富了蝙蝠感官生物学的内容,也为比较听觉研究提供了重要数据。未来研究可进一步探讨大足蝠中枢听觉系统的神经编码机制,以及不同栖息地种群间的听觉差异。这些工作将有助于全面理解声学适应在蝙蝠辐射进化中的作用。

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