TEMAT I ABC wiedzy o nietoperzach PODSTAWOWE INFORMACJE Większość informacji pochodzi z książki Nietoperze Polski autorstwa Konrada Sachanowicza i Mateusza Ciechanowskiego (MULTICO Oficyna Wydawnicza, Warszawa 2005) /patrz: Część V. Wykaz materiałów źródłowych/ Gatunki nietoperzy, zamieszczone na tytułowym slajdzie, przedstawia poniższa tabela. Mroczek pozłocisty Mopek Nocek orzęsiony Nocek duży Gacek szary Mroczek posrebrzany Nocek Natterera Podkowiec duży Gacek brunatny Nocek Bechsteina Karlik malutki Podkowiec mały I. Budowa ciała nietoperzy /Slajdy nr 5-10/ Gatunki nietoperzy, zamieszczone na slajdach: 4 sierść mroczka pozłocistego, 4 samica borowca wielkiego z młodym, 8 podkowiec mały, 9 gacek szary (góra) i borowiec wielki (dół). Nietoperze są jedynymi ssakami zdolnymi do aktywnego lotu. Błoniaste skrzydła nietoperzy to zrośnięte z sobą dwie warstwy skóry, rozpiętej na kościach śródręcza i czterech (II-V) palców. Skóra ta jest unaczyniona i unerwiona. Jedynym wolnym palcem jest kciuk, zakończony pazurem, który wykorzystywany jest m.in. podczas poruszania się po ścianach kryjówki. Pozostałe palce są wydłużone i pozbawione pazurów. Nietoperze, które polują wśród przeszkód (roślinności, skał itp.) mają skrzydła przystosowane do wolnego i zwrotnego lotu krótkie i szerokie (np. gacki). Te, które polują z dala od przeszkód (na otwartej przestrzeni) i zwykle na dużej wysokości, mają skrzydła długie i wąskie (np. borowce). Błona ogonowa pełni funkcję steru podczas lotu oraz ułatwia chwytanie zdobyczy. Wzdłuż krawędzi błony ogonowej przebiega chrzęstne zgrubienie zwane ostrogą. U niektórych gatunków na zewnątrz od ostrogi odchodzi niewielki, skórny płatek. Zrosty kręgów, żeber i mostka w obrębie kręgosłupa usztywniają przód ciała podczas lotu. Silnie rozwinięta jest łopatka. Kończyny tylne odchodzą na boki; panewka miednicy, skierowana jest ku górze, a nie ku dołowi jak u innych ssaków. Stopy odwrócone są do tyłu o 180º, a palce zakończone pazurami. Wyjątkową cechą w ich budowie jest tzw. system bloczkowy, czyli specjalny układ ścięgien (ścięgno mięśnia zginającego pazura), który powoduje samoistne zaciskanie się palców stóp pod obciążeniem (ciężarem ciała wiszącego nietoperza). Dzięki niemu nietoperze nie męczą się wisząc głową w dół, bowiem nie wykorzystują do tego mięśni. U większości krajowych gatunków nietoperzy uszy są małe, ale dobrze widoczne. Wyjątkowo duże uszy posiadają gacki, u których sięgają one ¾ długości ich ciała. Osobliwym tworem w uchu nietoperzy jest skórny wyrostek zwany koziołkiem, który może mieć różny kształt, zależnie od gatunku nietoperza. Prawdopodobnie odgrywa on ważną rolę podczas echolokacji, ale jego funkcja jest bardzo słabo poznana. Kształt nozdrzy jest bardzo zróżnicowany. Oczy są małe i ciemne. W uzębieniu zwracają uwagę duże kły, które umożliwiają nietoperzom wbicie się w twarde, chitynowe 12
powłoki ciała ich ofiar. Liczba zębów jest różna u poszczególnych gatunków i zawiera się w granicach 23-38. Brak wyraźnego dymorfizmu płciowego; samice są zwykle nieco większe od samców. II. Nietoperze owocożerne i owadożerne Wspólną cechą wszystkich nietoperzy jest podobna, ogólna budowa ciała oraz przeważnie nocny tryb życia. Nietoperze zasiedlają wszystkie kontynenty z wyjątkiem Antarktydy; brak ich również na niektórych wyspach. Dzielą się na dwa podrzędy: (1) Megachiroptera, zwane Nietoperzami owocożernymi. Wyróżniamy tu tylko jedną rodzinę rudawkowate (Pteropodidae). Zasiedlają one strefę tropikalną Starego Świata (Afryka z Madagaskarem, Azja, Wyspy Południowego Pacyfiku, Australia). Odżywiają się owocami, nektarem i pyłkiem kwiatów. Bardzo dobrze widzą w ciemności (mają duże oczy) i mają bardzo dobry węch. Dzięki tym zmysłom orientują się w przestrzeni i wyszukują pokarm. Nie posługują się echolokacją, ale są wyjątki. Należy do nich największy nietoperz świata rudawka olbrzymia Pteropus vampyrus, o rozpiętości skrzydeł 1,7 m i masie do 1 kg. Rudawka olbrzymia występuje w południowo-wschodniej Azji. (2) Microchiroptera, zwane Nietoperzami owadożernymi. Wyróżniamy tu 18 rodzin, w tym dwie, do których należą nietoperze występujące w Polsce mroczkowate (Vespertilionidae) i podkowcowate (Rhinolophidae) Zasiedlają one wszystkie kontynenty z wyjątkiem Antarktydy; brak ich również na niektórych wyspach. Należące do tej grupy nietoperze znacznie różnią się pod względem pokarmu, którym mogą być: stawonogi (owady, pajęczaki i in.), drobne kręgowce (mniejsze nietoperze, gryzonie, żaby, jaszczurki, ptaki, ryby), owoce, nektar i pyłek kwiatów, czy też w przypadku wampirów krew ptaków i ssaków. Trzy gatunki wampirów występują tylko w Ameryce Środkowej i Południowej. Orientują się w przestrzeni dzięki zdolności do echolokacji, a więc z wykorzystaniem zmysłu słuchu. Należy do nich najmniejszy nietoperz świata ryjkonos malutki Craseonycteris thonglongyai, o rozpiętości skrzydeł 15 cm i masie 2 g, który występuje w Tajlandii i Mianmarze. Ryjkonos malutki został odkryty dopiero w 1973 roku. Nie ma ogona, a jego nozdrza otacza narośl w kształcie świńskiego ryjka. Żywi się owadami. III. Pokarm krajowych gatunków nietoperzy Pokarm wszystkich krajowych gatunków nietoperzy to stawonogi, głównie owady i pajęczaki. Jedynie borowiec olbrzymi, który zalatuje do nas wyjątkowo, poluje także (dane z Włoch i Hiszpanii) na drobne ptaki wróblowe, np. modraszki i rudziki. Informacje na temat ofiar nietoperzy pochodzą m.in. z analizy ich resztek zawartych w odchodach tych ssaków. Nietoperze spożywają duże ilości pokarmu, z powodu niekorzystnych energetycznie proporcji ciała (mała masa w stosunku do dużej powierzchni); muszą zaspokoić potrzeby energetyczne związane z szybkim tempem metabolizmu oraz dużą aktywnością. Jeden nietoperz w ciągu nocy zjada nawet kilkaset owadów; średnio zjada pokarm o masie równej połowie swojej masy ciała (karmiące samice więcej nawet ¾ masy ciała). Z tego samego powodu nietoperze nie są wybredne, ale ich dieta zmienia się zależnie od dostępnego pokarmu (sezonowo, pory nocy itp.). Nietoperze, które chwytają ofiary w powietrzu, rzadko łapią je bezpośrednio pyszczkiem. Najczęściej ofiara jest zagarniana błoną lotną lub ogonową, po czym nietoperz sięga po nią zębami. 13
IV. Echolokacja Definicja echolokacji wg Encyklopedii biologicznej: Echolokacja sposób orientacji niektórych zwierząt, które mają zdolność do wydawania ultradźwięków i odbierania echa powstałego z ich odbicia od różnych obiektów w otoczeniu. Zdolność e. cechuje nietoperze, niektóre ptaki (tłuszczaki i jerzyki) oraz delfiny. Proste sposoby e. wykazują też żyjące na Madagaskarze tenreki (Tenrecidae) oraz ryjówki (Sorex), które potrafią wykrywać echo odbite od różnych obiektów. Nietoperze wydają ultradźwięki w postaci serii bardzo krótkich pisków (...), co pozwala im bardzo dokładnie określać odległość do latających w nocy ciem, na które głównie polują. Ultradźwięki u nietoperzy powstają w wyspecjalizowanej krtani (...). Do wykrywania echa służą nietoperzom bardzo duże uszy umożliwiające dokładną ocenę kierunku fali ultradźwiękowej. Dzięki skurczom specjalnych mięśni wewnątrz ucha środkowego podczas wydawania każdego pisku nietoperz może obniżyć czułość ucha tak, że wrażliwy aparat słuchowy nie jest zagłuszany emitowanymi przez zwierzę ultradźwiękami. Nietoperze w locie potrafią odróżnić dwa obiekty oddalone od siebie o 0,1 mm. Potrafią także rozpoznawać obiekty na podstawie drobnych różnic kształtu, dzięki czemu nie chwytają tych owadów, które wydzielają substancje toksyczne. Precyzja e. u nietoperzy jest tak duża, że zwierzęta te widzą w ciemności. Dźwięki wytwarzane w trakcie echolokacji w krtani nietoperza są następnie wysyłane przez pyszczek (u wszystkich mroczkowatych) lub nos (u podkowcowatych, a spośród mroczkowatych częściowo u gacka brunatnego i mopka). Wysyłanie dźwięków przez nos pozwala na ich skupianie i bardziej precyzyjne kierowanie, a także umożliwia echolokację w czasie spożywania ofiary. W taki sposób echolokują nietoperze, które polują bliżej przeszkód, a nawet są zdolne do zbierania ofiar z powierzchni. Nietoperze polujące na otwartej przestrzeni, wysoko ponad przeszkodami, mogą sobie pozwolić na echolokację przez pyszczek i czasowe wyłączanie sonaru. Ultradźwięki emitowane przez nietoperze (około 12-200 khz) najczęściej nie są przez nas słyszane (górna granica dla ludzkiego ucha to 20 khz; największa wrażliwość na częstotliwość 2-5 khz). Urządzenia zwane detektorami ultradźwięków przetwarzają je na dźwięki dla nas słyszalne. Niektóre nietoperze (np. borowiec wielki), latające na otwartej przestrzeni, można obecnie wykrywać z odległości nawet około 200 m. W przypadku najprostszych detektorów, głosy nietoperzy są znacznie przekształcone i, z wyjątkiem kilku, nie umożliwiają rozpoznawania poszczególnych gatunków nietoperzy. Bardziej zaawansowane technicznie detektory dają możliwość nagrania niemal niezniekształconych głosów, które można następnie poddać analizie komputerowej, pozwalającej na oznaczenie gatunku. Nietoperze znacznie szybciej niż my analizują dźwięki. To, co w detektorze brzmi jak piski, lub trzaski, w rzeczywistości jest gęsto upakowaną informacją dźwiękową. Odsłuchiwane w zwolnionym tempie brzmią porównywalnie do śpiewu ptaków. Dla gatunków chwytających latające ofiary na otwartej przestrzeni (np. borowiec wielki) najważniejsze jest wczesne dostrzeganie małych obiektów z dużej odległości. Wysyłają, zatem z niewielką częstością sygnały o dużym natężeniu (może ono przekraczać 120 db, co odpowiada najgłośniejszym dźwiękom, jakie człowiek może znieść w paśmie słyszalnym) i niskiej częstotliwości (ok. 20 khz). Sygnały takie docierają dalej, ale dają nieprecyzyjny obraz, który jednak nie jest w tym przypadku konieczny. Zapewne, dlatego podążają one za rzucanymi w górę kamykami, myląc je z potencjalną ofiarą. Nietoperze rzadko widzą dalej niż na 50 m. Nietoperze (np. gacek brunatny), które polują wśród przeszkód (np. gąszczu gałęzi i liści) nie emitują sygnałów o tak dużym natężeniu, bo powracające echo oślepiłoby je. Wydają dźwięki o wysokiej częstotliwości (ok. 120 khz), dzięki czemu potrafią w szczegółach zobaczyć kształt, a nawet fakturę napotykanych przeszkód. Wyższa 14
częstotliwość to także mniejszy zasięg sonaru (ze wzrostem częstotliwości wzrasta stopień tłumienia w powietrzu) oraz mniejsze natężenie, a zatem cichsze dźwięki. Nietoperze latające na otwartej przestrzeni zwykle rzadziej emitują sygnały niż te, które polują w pobliżu przeszkód (roślinności, skał itp.). Podczas spokojnego lotu emitują około 5-10 sygnałów na sekundę. Tempo wydawania sygnałów znacznie wzrasta (niekiedy z 10 do 100 na sekundę) przy zbliżaniu się do ofiary, po to by móc ją dokładniej zlokalizować. W detektorze słychać wówczas bardzo krótkie brzęczenie, po którym następuje krótka przerwa, kiedy nietoperz ją zjada. System słuchowy nietoperzy umożliwia im odbiór bardzo słabych sygnałów echa (nawet 10 tys. razy słabszych od sygnału wyjściowego), pozwala na oddzielenie własnych sygnałów od obcych oraz chroni je przed ogłuszeniem przez własną emisję dźwięków. Pełne zrozumienie zjawiska echolokacji wymaga znajomości fizycznych właściwości dźwięku. Azymut słyszanego obiektu określany jest na podstawie różnic w czasie nadejścia echa sygnału miedzy jednym, a drugim uchem nietoperza. Sygnał odbity od dużej powierzchni powróci jako fala płaska, mało tracąc na swym natężeniu, natomiast echo sygnału odbitego od małych obiektów powróci jako fala kulista i będzie wyraźnie słabsze. Ruch skrzydeł owada w charakterystyczny sposób odbija się w echu wywołuje oscylujące zmiany częstotliwości i amplitudy dźwięku. Względna prędkość lotu (nietoperza) określana jest przez wartość zmian częstotliwości dźwięku, wywołanych zjawiskiem Dopplera. Owady niektórych grup (np. chrząszcze, motyle) rozwinęły w toku ewolucji specjalne narządy słuchowe, które pozwalają im słyszeć ultradźwięki w zakresie 20-50 khz. Cześć nietoperzy emituje zatem dźwięki powyżej lub poniżej tego zakresu, bądź wydaje je bardzo cicho, tak aby móc podlecieć jak najbliżej ofiary i nie być wcześniej wykrytym. Motyle nocne, słysząc echolokującego nietoperza, stosują różnego rodzaju uniki, a niektóre wydają także dźwięki, które go dezorientują. Gacki potrafią także odnajdywać ofiary bez echolokowania, posługując się słuchem (mają bardzo duże uszy) i dodatkowo wzrokiem. Najprawdopodobniej są w stanie usłyszeć tupot lub pocieranie o siebie odnóży oraz chrzęst pokryw skrzydłowych swoich ofiar. Posiadają jeden z najdoskonalszych aparatów słuchowych na świecie. Przykłady echolokujących nietoperzy, słyszanych w detektorze ultradźwięków Podkowiec mały. Trudno usłyszeć w detektorze echolokującego podkowca, bowiem emitowane przez niego ultradźwięki mają mały zasięg słyszalności (do 5m), a ponadto jest to wąska, skoncentrowana wiązka. Dźwięki emitowane są przez nos, a otaczająca go podkowa umożliwia precyzyjne ich ukierunkowanie. Ze względu na charakterystyczny dźwięk oraz bardzo wysoką częstotliwość, na której jest najlepiej słyszalny (około 110 khz), nie sposób go pomylić w detektorze z innymi krajowymi gatunkami nietoperzy. Nocek rudy. Najlepiej słyszalny na częstotliwości 43-45 khz, z odległości do 15 m (na otwartej przestrzeni do 30 m). Dźwięki emitowane przez pozostałe nocki, słyszane w detektorze, są bardzo podobne do dźwięków wydawanych przez nocka rudego. Mroczek późny. Najlepiej słyszalny na częstotliwości (24)25-28 khz, z odległości do 50 m. Sygnały emitowane przez pozostałe dwa gatunki mroczków są podobne do sygnałów mroczka późnego. Karliki. Najlepiej słyszalne na częstotliwości około 39-40 khz (karlik większy), 42-49 khz (karlik malutki), 52-60 khz (karlik drobny), z odległości do 25 m. Sygnały emitowane przez karliki są podobne do siebie. Gacek brunatny. Najlepiej słyszalny na częstotliwości 40-50 khz. Trudno usłyszeć w detektorze echolokującego gacka, bowiem emitowane przez niego ultradźwięki 15
mają bardzo mały zasięg zwykle 2-3 m (do 5 m). Sygnały wydawane przez gacka szarego są w zasadzie nieodróżnialne od sygnałów gacka brunatnego i równie słabo słyszalne. V. Głosy socjalne Do komunikowania się między sobą (samice z młodymi, sygnalizowanie zagrożenia itp.) nietoperze stosują inny typ dźwięków, tzw. głosy socjalne, które niejednokrotnie są dla nas słyszalne. Bardzo charakterystyczne są głosy godowe, czyli śpiew, którym samce niektórych gatunków wabią samice i odpędzają konkurentów ze swojego terytorium. Przypomina to podobne zachowania, jakie obserwować możemy u ptaków wróblowych. Głosy godowe są charakterystyczne dla gatunku. 16