Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Rozszyfrowano zdolności botaniczne nietoperzy

Recommended Posts

Niemieccy naukowcy z Tybingi stworzyli algorytm komputerowy, który potrafi naśladować pewną specyficzną umiejętność nietoperza, a mianowicie zdolność klasyfikowania roślin za pomocą echolokacji (PLoS Computational Biology).

Wbrew pozorom nie jest to proste, ponieważ rośliny generują złożone echo akustyczne. Powód? Mają wiele, w dodatku ułożonych pod różnymi kątami, liści i gałęzi. Do tej pory biolodzy nie wiedzieli, jak latającym ssakom udaje się ta sztuka.

Nietoperze wykorzystują rośliny do dwóch celów: jako źródło pożywienia i punkty orientacyjne, pozwalające odnaleźć różne żerowiska.

Yossi Yovel i Peter Stilz z Uniwersytetu w Tybindze oraz Hans Ulrich-Schnitzler i Matthias Franz z Instytutu Biologii Cybernetycznej Maxa Plancka wykorzystali sonar, który, podobnie jak nietoperz, emitował serie ultradźwięków. Badacze nagrywali tysiące ech powracających od żywych roślin należących do 5 gatunków. Algorytm, który analizował zmiany częstotliwości w czasie, potrafił rozpoznać roślinę z dużą trafnością. Naukowcy uważają, że program dostarczy też wskazówek, jakie cechy echa mogą być najbardziej zrozumiałe, a więc przydatne, dla nietoperzy.

Niemcy cieszą się, że ich wynalazek pozwala lepiej zrozumieć nietoperze, nie ingerując przy tym w mózg zwierząt.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dermatolog Harald Kittler z Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu stanął na czele austriacko-australijskiego zespołu, który porównał trafność diagnozy i zaleceń dotyczących postępowania z przebarwieniami na skórze stawianych przez lekarzy oraz przez dwa algorytmy sztucznej inteligencji pracujące na smartfonach. Okazało się, że algorytmy równie skutecznie co lekarze diagnozują przebarwienia. Natomiast lekarze podejmują znacznie lepsze decyzje dotyczące leczenia.
      Testy przeprowadzono na prawdziwych przypadkach pacjentów, którzy zgłosili się na Wydział Dermatologii Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu oraz do Centrum Diagnozy Czerniaka w Sydney w Australii.
      Testowane były dwa scenariusze. W scenariuszu A porównywano 172 podejrzane przebarwienia na skórze (z których 84 były nowotworami), jakie wystąpiły u 124 pacjentów. W drugim (scenariuszu B) porównano 5696 przebarwień – niekoniecznie podejrzanych – u 66 pacjentów. Wśród nich było 18 przebarwień spowodowanych rozwojem nowotworu. Testowano skuteczność dwóch algorytmów. Jeden z nich był nowym zaawansowanym programem, drugi zaś to starszy algorytm ISIC (International Skin Imaging Collaboration), używany od pewnego czasu do badań retrospektywnych.
      W scenariuszu A nowy algorytm stawiał diagnozę równie dobrze jak eksperci i był wyraźnie lepszy od mniej doświadczonych lekarzy. Z kolei algorytm ISIC był znacząco gorszy od ekspertów, ale lepszy od niedoświadczonych lekarzy.
      Jeśli zaś chodzi o zalecenia odnośnie leczenia, nowoczesny algorytm sprawował się gorzej niż eksperci, ale lepiej niż niedoświadczeni lekarze. Aplikacja ma tendencję do usuwania łagodnych zmian skórnych z zaleceń leczenia, mówi Kittler.
      Algorytmy sztucznej inteligencji są więc już na tyle rozwinięte, że mogą służyć pomocą w diagnozowaniu nowotworów skóry, a szczególnie cenne będą tam, gdzie brak jest dostępu do doświadczonych lekarzy. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach The Lancet.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bez nietoperzy owady żerujące na młodych drzewka drzew uszkadzałyby je 3 do 9 razy bardziej niż robią to w obecności tych latających ssaków, przekonują naukowcy z University of Illinois. Takie wnioski płyną z badań opublikowanych na łamach Ecology.
      Ludzie kojarzą nietoperze głównie z jaskiniami. Jednak jeśli przyjrzymy się nietoperzom Ameryki Północnej, przekonamy się, że siedliskiem niemal każdego gatunku jest las. I jest to prawdziwe dla całego świata. Lasy są bardzo ważne dla nietoperzy. Zadaliśmy więc sobie pytanie, czy nietoperze są ważne dla lasów. I udowodniliśmy, że są, mówi profesor Joy O'Keefe.
      Prowadzono już badania pokazujące, jak wielkie znaczenie mają nietoperze w kontroli szkodników upraw oraz w lasach tropikalnych. Dotychczas nie prowadzono jednak analogicznych badań w odniesieniu do lasów strefy umiarkowanej.
      Biorąc pod uwagę fakt, że populacja nietoperzy spada za powodu chorób czy zderzeń z turbinami wiatrowymi, jest szczególnie ważne, by sprawdzić, jak nietoperze wpływają na lasy i jakie mogą być konsekwencje spadku ich liczebności, dodaje Elizabeth Beilke.
      Prowadzący badania wybudowali w jednym z lasów stanu Indiana duże zamknięte struktury, posiadające oczka na tyle duże, że mogły przedostać się przez nie owady, ale nie nietoperze. Każdego ranka struktury była otwierane, a każdego wieczora zamykane, by umożliwić ptakom dostęp do nich. Nietoperze tam nie wlatywały. Struktury działały przez trzy lata w okresach letnich. Naukowcy liczyli liczbę insektów na drzewkach i liczbę niszczonych przez nich liści. Takie same pomiary i analizy były prowadzone na identycznych obszarach, do których nietoperze miały dostęp. W badanym lesie występowały dęby i orzeszniki.
      Okazało się, że na obszarach, do których nietoperze nie miały dostępu, liczba insektów była średnio trzykrotnie większa, a liczba liści średnio pięciokrotnie większa, niż na obszarach, gdzie nietoperze wlatywały. Gdy osobno uwzględniono badane gatunki okazało się, że dęby, do których nietoperze nie miały dostępu, doświadczyły 9-krotnie większego niszczenia liści, niż dęby chronione przez nietoperze. W przypadku orzeszników różnica była zaś trzykrotna.
      Z innych badań wiemy, że dęby i orzeszniki są ważne z ekologicznego punktu widzenia. Zapewniają pożywienie wielu gatunkom zwierząt, są schronieniem dla wielu owadów. Nietoperze wykorzystują je jako schronienie. Teraz widzimy, że są też dla nich źródłem pożywienia. Drzewa i nietoperze odnoszą z tego wzajemne korzyści, mówi Beilke. Co prawda tam, gdzie nietoperze nie miały dostępu i drzewka traciły z tego powodu więcej liści, nie doszło do usychania, ale skądinąd wiadomo, że zwiększona utrata liści oznacza zwiększone ryzyko uschnięcia z powodu suszy czy chorób. Trudno będzie śledzić losy badanych drzew przez kolejnych 90 lat, ale naukowcy spróbują się o nich jak najwięcej dowiedzieć i sprawdzić, czy większa utrata liści w czasie, gdy nietoperze nie miały do nich dostępu, będzie skutkowała dla nich jakimiś problemy w ciągu kolejnych dziesięcioleci.
      Sytuację pogarsza fakt, że dochodzi też do spadku liczebności wielu gatunków ptaków, które również żywią się insektami uszkadzającymi drzewa.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pierwsza formalna analiza „gaworzenia” młodych nietoperzy pokazała, że proces ten jest podobny do gaworzenia ludzkich niemowląt. Zdaniem autorów badań, naukowców z Muzeum Historii Naturalnej w Berlinie, badanie tego zjawiska może rzucić interesujące światło na pochodzenie ludzkiego języka.
      Niemieccy naukowcy prowadzili badania na kieszenniku dwupręgim (Saccopteryx bilineata). W artykule opublikowanym na łamach Science informują, że „gaworzenie” młodych nietoperzy zawiera osiem tych samych cech charakterystycznych, jakie znajdujemy w gaworzeniu niemowląt, w tym imitację najważniejszych sylab i rytmu. Nie można zatem wykluczyć, że jest to cecha, którą dzieli więcej gatunków ssaków.
      To fascynujące, że możemy obserwować tak daleko idące podobieństwa w uczeniu się wokalizacji u młodych dwóch różnych gatunków saków. Nasze badania poszerzają wiedzę na interdyscyplinarnym polu biolingwistyki, która bada biologiczne podstawy ludzkiej mowy i jej ewolucję. Prace nad nauką wokalizacji u nietoperzy mogą dostarczyć kolejnych informacji, dzięki którym lepiej zrozumiemy początki pojawienia się języka, mówi doktor Mirjam Knörnschild.
      Gaworzenie pozwala dzieciom, niezależnie od kultury i języka, nauczyć się kontroli aparatu mowy. Możliwość artykułowania w czasie gaworzenia tak istotnych sylab jak „ma” czy „da” jest niezbędne do nauki języka, a odpowiedni dla wieku rodzaj gaworzenia to wskaźnik rozwoju dziecka, zauważają badacze.
      Badanie tego zjawiska u innych gatunków jest jednak trudne, a gaworzenie opisano dotychczas niemal wyłącznie u ptaków. To jednak znacznie ogranicza możliwość badania gaworzenia, gdyż ludzie i ptaki znacznie różnią się zarówno pod względem anatomii – ludzie posiadają krtań, ptaki zaś krtań dolną – jak i pod względem organizacji mózgu.
      Na potrzeby najnowszych badań uczeni przyjrzeli się „gaworzeniu” 20 młodych Saccopteryx bilineata w ich naturalnym środowisku w Panamie i Kostaryce.  Zwierzęta zaczęły „gaworzyć” w ciągu pierwszych trzech tygodni po urodzeniu i gaworzyły do czasu osiągnięcia 10. tygodnia życia. Wydawane przez nie dźwięki składały się z protosylab i sylab podobnych do tych, jakimi posługiwały się dorosłe. Nietoperze starały się naśladować dorosłe osobniki.
      W laboratorium, podczas szczegółowych analiz nagranych dźwięków, naukowcy zauważyli, że „gaworzenie” małych nietoperzy charakteryzuje te same 8 cech, widocznych również u niemowląt. Na przykład jedną z cech charakterystycznych dźwięków wydawanych przez małe nietoperze było wielokrotne powtarzanie tych samych sylab, co jest podobne do niemowlęcego „da, da, da, stwierdzają naukowcy. Ponadto wśród nietoperzy „gaworzą” zarówno samce jak i samice. Tymczasem u ptaków zjawisko to zaobserwowano wyłącznie u samców.
      U nietoperzy niezróżnicowane protosylaby mogą być odpowiednikiem prekursorów mowy u ludzkich niemowląt, u których słyszymy dźwięki rzadko występujące w mowie, natomiast sylaby, podobne do dźwięków wydawanych przez dorosłe osobniki, mogą odpowiadać ludzkim w pełni rozwiniętym sylabom, które wymawia niemowlę, a których struktura w oczywisty sposób odpowiada strukturze sylab w rozwiniętej mowie, czytamy w opublikowanym artykule.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od lat dowiadujemy się, że niektórzy niewidomi wykorzystują echolokację. Wydają klikające dźwięki, dzięki którym orientują się w otoczeniu. Okazuje się, że takie możliwości nie ograniczają się do niepełnosprawnych. Naukowcy pracujący pod kierunkiem psycholog Lore Thaler z Durham University przeprowadzili eksperyment, w ramach którego nauczyli echolokacji grupę osób niewidomych oraz widzących.
      W trwającym 10 tygodni eksperymencie wzięły udział osoby w wieku 21–79 lat Było wśród nich 12 osób niewidomych i 14 widzących. W ramach nauki echolokacji uczestnicy badań brali udział w dwóch lekcjach w tygodniu. Każda z nich trwała 2-3 godzin.
      Przed uczącymi się stawiano różne zadania. Klikając i nasłuchując mieli np. stwierdzić, który z dwóch powieszonych przed nimi dysków jest większy czy też jak zorientowana jest prostokątna płyta. Mieli też do pokonania tor przeszkód zarówno w laboratorium, jak i poza nim.
      Ich umiejętności porównano też z umiejętnościami 7 niewidomych osób, które od ponad dekady używają echolokacji. Badacze przez trzy miesiące po treningu śledzili też losy jego niewidomych uczestników, by zobaczyć, w jaki sposób umiejętność echolokacji wpłynęła na ich życie.
      Eksperyment wykazał, że każdy – niezależnie od wieku i od tego czy widzi – jest w stanie nauczyć się echolokacji. Co więcej, niektórzy z uczestników eksperymentu radzili sobie z echolokacją lepiej niż grupa kontrolna, której członkowie od ponad dekady używają echolokacji.
      Celem eksperymentu było przede wszystkim przyjrzenie się temu zjawisku i zbadanie zdolności ludzi do jego nauczenia się. Naukowcy na tym nie poprzestaną. Chcą też opracować profesjonalne techniki nauki echolokacji tak, by mogły być one wykorzystywane przez ośrodki rehabilitacji czy osoby pomagające niepełnosprawnym, żeby ci mogli nauczyć się badania otoczenia za pomocą dźwięków.
      Specjaliści przyznają, że o ile dysponujemy olbrzymią specjalistyczną literaturą na temat ludzkiego wzroku, literatura na temat echolokacji u człowieka jest niezwykle uboga.
      Szczegóły badań opisano w artykule Human click-based echolocation: Effects of blindness and age, and real-life implications in a 10-week training program.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      My odbieramy otoczenie w jednostkach odległości, natomiast nietoperze – w jednostkach czasu. Dla nietoperza owad znajduje się nie w odległości 1,5 metra, ale 9 milisekund. Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Tel Awiwie dowodzą, że nietoperze od urodzenia znają prędkość dźwięku.
      Żeby to udowodnić naukowcy hodowali dopiero co urodzone nietoperze w środowisku wzbogaconym o hel, w którym prędkość dźwięku jest wyższa od prędkości dźwięku w powietrzu. W ten sposób odkryli, że zwierzęta wyobrażają sobie dystans w jednostkach czasu, nie odległości.
      W życiu codziennym nietoperze używają sonaru – emitują dźwięki i analizują ich odbicia. Dla nich istotny jest czas, w jaki emitowany dźwięk do nich powraca. To zaś zależy od czynników środowiskowych, jak np. temperatura czy skład powietrza. Na przykład w pełni gorącego lata prędkość dźwięku może być o 10% większa, niż w zimie.
      Zespół z Izraela, pracujący pod kierunkiem profesora Yossiego Yovela i doktoranta Derna Emichaj wzbogacił powietrze helem, dzięki czemu prędkość dźwięku była wyższa. Okazało się, że ani dorosłe nietoperze, ani młode, które były wychowywane w takiej atmosferze, nie lądowały w miejscu, w którym zamierzały. Zawsze lądowały zbyt blisko. To zaś pokazuje, że uważały, iż ich cel jest bliżej. Innymi słowy, nie dostosowywały swojego zachowania do wyższej prędkości dźwięku.
      Jako,że dotyczyły to zarówno dorosłych nietoperzy, które wychowywały się w normalnych warunkach atmosferycznych, jak i młodych wychowywanych w atmosferze wzbogaconej helem, naukowcy stwierdzili, że poczucie prędkości dźwięku jest u nietoperzy wrodzone. Dzieje się tak dlatego, że nietoperze muszą nauczyć się latać wkrótce po urodzeniu. Uważamy więc, że w drodze ewolucji pojawiła się u nich wrodzona wiedza o prędkości dźwięku, co pozwala na oszczędzenie czasu na początku rozwoju zwierząt, mówi profesor Yoel.
      Inne interesujące spostrzeżenie jest takie, że nie potrafią zmienić tego poczucia prędkości dźwięku w zmieniających się warunkach, co wskazuje że przestrzeń odbierają wyłącznie jako funkcję czasu, nie odległości.
      Udało się nam odpowiedzieć na podstawowe pytanie – odkryliśmy, że nietoperze nie mierzą odległości, a czas. Może się to wydawać jedynie różnicą semantyczną, ale sądzę, że przestrzeń odbierają one w całkowicie inny sposób niż ludzie i inne ssaki. Przynajmniej wtedy, gdy polegają na sonarze, dodaje Yovel.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...