Hogyan tájékozódnak a denevérek?

A tájékozódás az állatok többségénél létfontosságú képesség. A tájékozódáshoz többféle stratégia jelent meg az állatvilágban, például a célpont által kibocsájtott jelzések követése, vagy a környezet ismerős elemei alapján történő eligazodás, azonban a legösszetettebb és legrugalmasabb módja kognitív térképen alapul. A kognitív térkép a környezet belső modellje, ami lehetővé teszi az állat számára, hogy tartózkodási helyéről a legrövidebb úton a céljához jusson. A szakirodalomban régóta képezi vita tárgyát, hogy mely élőlények rendelkeznek kognitív térképpel az emberen kívül. Két új kutatás a nílusi repülőkutyák röppályáit vizsgálva jutott arra, hogy ezek az állatok is rendelkeznek kognitív térképpel.

Tájékozódás kognitív térképpel

A térbeli tájékozódást mi emberek természetesnek vesszük, hiszen szinte folyamatosan használjuk. Reggel gond nélkül találjuk meg a fürdőszobánkat, később a munkahelyünkre is elnavigálunk, és ha esetleg egy élelmiszerboltot kell útba ejtenünk hazafelé, hát attól sem jövünk zavarba. Ez a képesség viszont rendkívül összetett, igénybe veszi az érzékelést és az emlékezetet is, a külvilágot leképező belső modellt feltételez, ami alapján a valós környezetben többnyire tudjuk, hogy éppen hol vagyunk úticélunkhoz képest. Egy ilyen magasszintű képesség esetén jogosan merül fel a kérdés, vajon milyen állatok rendelkeznek még ezzel? A térbeli tájékozódás a legtöbb élőlény számára elengedhetetlen, de ez még nem feltétlenül jelenti, hogy a tájékozódáshoz a legkomplikáltabb stratégiát használják.

A célorientált helyváltoztatás legegyszerűbb módjának a jelkövetés tekinthető. Ezzel a stratégiával az állatok úgy érik el a céljukat, hogy az az által kibocsájtott jelet követik. Ilyen módon találják meg például a ragadozók a zsákmányukat, de például a párkeresés is efféle stratégiákon múlhat, a jel maga is sokféle lehet, akár hang vagy valamilyen vegyület. Az efféle tájékozódást egyszerűbbnek tekinthetjük, mivel pusztán az állat által éppen érzékelhető ingerek alapján történik, tehát az érzékelésen kívül csupán olyan idegrendszeri masinéria szükséges hozzá, ami meghatározza, hogy az adott jelet kövesse, figyelmen kívül hagyja, vagy épp elkerülje az állat. Egy másik opció az eligazodási pontok segítségével történő tájékozódás. Ebben az esetben már a környezet korábban megismert elemei alapján tájékozódik az állat, hogy egy távolabbi célt elérjen, tehát például egy ismerős szikla vagy más jellegzetes tereptárgy segítségével talál oda a céljához. Ez egy fokkal már összetettebb stratégia, ugyanis nem csak érzékelnie kell az állatnak ezeket a tereptárgyakat, hanem az emlékezetére hagyatkozva kell megválasztania a megfelelő irányt.

A legösszetettebb tájékozódási mód azonban kognitív térképen alapul. Ebben az esetben azt feltételezzük, hogy az állat emlékezetében nem csak eligazodási pontok és irányok tárolódnak, hanem a környezet egy konkrét leképezése, egy belső térkép. Egy ilyen térkép megléte elvileg azt is lehetővé teszi az állat számára, hogy teljesen új útvonalakon is képes legyen eljutni egyik ismert pontból egy másikba. Ez alapján a kognitív térkép és a tájékozódási pontok alapján történő tájékozódás elkülöníthető, hiszen csak a kognitív térképpel rendelkező állatok esetében feltételezhetjük, hogy képesek két ismert pont között céltudatosan egy teljesen új útvonal bejárására. A kognitív térkép meglétét embernél a saját hétköznapi tapasztalataink is bizonyítják, azonban kísérletesen először patkányoknál mutatták ki a meglétét. Ez a kísérlet óriási tudománytörténeti jelentőséggel bír, hiszen elősegítette a kísérleti pszichológia XX. századi szemléletváltását, a viselkedés mellett a meg nem figyelhető, mentális jelenségekre is nagyobb figyelem fordult. A lényege az volt, hogy a patkányok egy ismert labirintusban a jutalomhoz vezető legrövidebb út lezárásakor azonnal az új legrövidebb úton haladtak a táplálék felé, próbálgatás nélkül, ami azt bizonyította, hogy kognitív térkép segítségével tájékozódnak. A területen azonban azóta is vitás kérdés, hogy mely állatok rendelkeznek még ezzel a képességgel.

A repülőkutyák éjszakai körútjai

Két új vizsgálat a nílusi repülőkutya (Rousettus aegyptiacus) repülési útvonalainak vizsgálatával támasztotta alá, hogy ezek az állatok is kognitív térképet használnak a tájékozódáshoz. Az egyik vizsgálatban az izraeli Hula-völgyben élő denevérek mozgását vizsgálták, 2015 és 2019 között több mint 170 egyedet kaptak el hálókkal, mikor kirepültek a barlangjaikból, hogy rádiós jeladóval láthassák el őket. Az állatok mozgását átlagosan nagyjából 20 napig követték. A kutatók emellett a 19 000 hektáros területen lévő összes gyümölcsfát (~30 000) is feltérképezték. Az adatok alapján a repülőkutyák kacskaringós utakon repülnek, amikor új táplálékforrás után kutatnak, azonban amikor egy ismert gyümölcsfa felé tartanak, akkor egyenes vonalban repülnek a cél felé.

A nílusi repülőkutya (Rousettus aegyptiacus) (Forrás: The Bat Lab).

A kutatók szerint ezek az egyenes útvonalak már arra utalnak, hogy kognitív térképet használnak a denevérek, de tudomásul veszik, hogy ez még tájékozódási pontok segítségével is lehetséges lenne. Az útvonalak elemzése alapján a kutatók viszont azt látták, hogy a felfedező repüléseken megismert új gyümölcsfákhoz a legközelebbi alkalommal már szintén ilyen egyenes vonalú repüléssel jutottak el az állatok, teljesen új útvonalat követve. Mivel azonban a kutatók felnőtt állatokat figyeltek meg nem zárható ki, hogy korábban már jártak ezeknél a fáknál, így ez sem egyértelmű bizonyítéka a kognitív térkép meglétének. A kutatók az állatok egy részét befogták, és egy a Hula-völgyön belüli ponton engedték őket újra szabadon. Az állatok ebben az esetben is egyenes vonalon repültek vissza a barlangjukhoz, megint új útvonalat bejárva. A következtetéseiket matematikai modellezéssel is megerősítették és együttesen ezek az eredmények arra utalnak, hogy a nílusi repülőkutyák is rendelkeznek kognitív térképpel. A kutatás gyenge pontja, hogy felnőtt egyedeket követtek, így sajnos teljes bizonyossággal nem zárható ki, hogy az állatok korábbi emlékeikre támaszkodva követték ezeket a látszólag új útvonalakat.

A másik vizsgálatban ezt a korlátot törték át szintén izraeli kutatók. A tel-avivi egyetem kampuszán hoztak létre mesterséges fészkelőhelyeket, és az itt élő denevéreket vizsgálták, különös figyelemmel a fiatal állatokra. A kölykökre alig 1 grammos nyomkövetőket helyeztek, amik lehetővé tették az útvonalaik folyamatos követését 70 napon keresztül. Ennyi idő kellett ahhoz, hogy az állatok a felnőttekhez hasonló méretű területet járjanak be. A fiatalok eleinte a fészekhez közeli fákon lakmároztak, azonban idővel felfedező repüléseket is végeztek. Az újonnan felfedezett fákhoz később már egyenes úton repültek. Ez gyakorlatilag ugyanaz az eredmény, amit a másik csoport is leközölt, csakhogy ebben az esetben kizárható, hogy a kölykök korábbi tapasztalataikra alapozva találtak volna új útvonalakon ezekhez a gyümölcsfákhoz.

Egy jeladóval ellátott repülőkutya (Forrás: Toledo et al., 2020 – Science).

A vizsgálatok alapján tehát bizton állíthatjuk, hogy a nílusi repülőkutyák kognitív térkép segítségével tájékozódnak. A szakértők szerint a vizsgálatokban használt apró nyomkövetők hasznosak lehetnek más denevérfajok mozgásának feltérképezésében is, hiszen ezek az extrakönnyű nyomkövetők akár az 50 grammnál alacsonyabb testtömegű denevérek követésére is alkalmasak lehetnek, márpedig a nagyjából 1400 denevérfaj nagyrésze ilyen. Az eredmények valószínűleg a nílusi repülőkutyák laboratóriumi vizsgálatát is előremozdítják, hiszen az utóbbi időben ezek az állatok kezdenek egyre fontosabb szerepet betölteni a tájékozódás idegrendszeri alapjainak tanulmányozásában. A nyomkövetési módszer sokat segíthet a denevérek megóvásában, sőt a denevérek mozgásának és társas viselkedésének behatóbb feltárása az általuk terjesztett vírusokkal kapcsolatban is fontos ismereteket hozhat, ami fontosságáról az idén sajnos már épp eleget tanult az emberiség.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2020/32. számában jelent meg.

Források:

https://science.sciencemag.org/content/369/6500/142?rss=1

https://science.sciencemag.org/content/369/6500/194

https://science.sciencemag.org/content/369/6500/188