Hoe vliegen duizenden vleermuizen tegelijkertijd in een razend tempo uit een grot zonder op elkaar te knallen? Het antwoord is best wel simpel.
Onderzoekers aan het Max Planck Institute of Animal Behavior richtten zich specifiek op de grotere muisstaartvleermuis in Israël, een soort die elke avond een spectaculaire uittocht onderneemt. Ongeveer 2.000 exemplaren persen zich binnen slechts één minuut door een relatief kleine grotopening van maar 3 vierkante meter. Deze vleermuizen navigeren met echolocatie: ze zenden hoge piepgeluiden uit en luisteren naar de echo’s die terugkaatsen om obstakels te ontwijken.
Maar wat gebeurt er als duizenden vleermuizen dit tegelijkertijd doen? Dit probleem staat bekend als de “cocktailparty-nachtmerrie”: een kakofonie van geluiden waarin het bijna onmogelijk lijkt om nog iets te onderscheiden. “Wanneer veel vleermuizen samen vliegen en echoloceren, kunnen de oproepen van soortgenoten in de buurt de echo’s van hun buren maskeren,” legt Aya Goldshtein uit in een interview met Scientias.nl. Zij deed samen met haar team onderzoek naar dit fenomeen. Uit de studie die de onderzoekers erover publiceerden blijkt dat botsingen zeer zeldzaam zijn. Maar hoe kan dat?
Niet lang ‘blind’ vliegen
Het onderzoeksteam van Goldshtein loste deze puzzel op door miniatuurmicrofoons op enkele vleermuizen te monteren en hun collectieve vliegpatronen nauwkeurig te volgen. De oplossing begint eigenlijk zodra de vleermuizen de grot verlaten. “Wat opviel was hoe snel de vleermuizen zich verspreiden na het verlaten van de grot”, vertelt Goldshtein. “Binnen enkele seconden neemt de dichtheid van de groep drastisch af, waardoor ook de geluidsvervuiling vermindert.” De onderzoekers zagen dat de geluidschaos in 25 seconden daalt van 45 procent naar 36 procent.
Ook bij hoge dichtheid ‘zien’ vleermuizen
Maar wat gebeurt er in die eerste kritieke momenten bij de grotopening, waar de dichtheid extreem hoog is? De onderzoekers ontwikkelden een computermodel dat onthulde dat vleermuizen in staat zijn om bijna zonder botsingen te vliegen, zelfs wanneer tot 94 procent van de echo’s van nabije soortgenoten wordt gemaskeerd door andere geluiden. Het geheim blijkt te liggen in de fysica van geluid. Echo’s van zeer nabije objecten (binnen 1 meter) zijn veel sterker dan die van verder weg gelegen vleermuizen. Door de snelle afname van geluid met afstand kunnen vleermuizen toch de meest kritieke echo’s onderscheiden, namelijk die van de dichtstbijzijnde soortgenoten waarmee ze anders zouden botsen.
Veranderende piepjes
Dat is nog niet alles. In de drukte veranderen vleermuizen hun piepjes. In dichte groepen zenden ze kortere, frequentere en hogere tonen uit. “Wanneer vleermuizen in een rommelige omgeving vliegen, zenden ze frequentere en kortere oproepen uit op een hogere frequentie om nauwkeurigere informatie te verkrijgen over objecten in de nabijheid”, legt Goldshtein uit. Dit helpt hen om snel te reageren, zelfs in een zwerm van duizenden. Het resultaat? Slechts één botsing per minuut per vleermuis, zelfs in enorme kolonies. Zelfs wanneer de dichtheid wordt verviervoudigd, blijft het aantal botsingen klein. “Tijdens de jacht passen vleermuizen hun echolocatie nog verder aan om een nog hogere resolutie te verkrijgen, wat nodig is om een insect tijdens de vlucht te identificeren en te achtervolgen”, aldus Goldshtein.
Geen echte groepscommunicatie
De onderzoekers konden vaststellen dat dit geen specifieke strategie is om elkaar te vermijden (een zogenaamde ‘jamming avoidance response’), maar simpelweg de manier waarop ze reageren op elk obstakel. Dit weerlegt eerdere theorieën over specifieke communicatiestrategieën tussen vleermuizen in dichte zwermen.
Dit trucje is niet alleen indrukwekkend, maar ook nuttig voor ons. Stel je drones voor die in zwermen vliegen zonder te botsen, zelfs in rumoerige omgevingen. “Het begrijpen van hoe dieren dit collectieve waarnemingsprobleem oplossen, is de sleutel tot het ontwikkelen van mechanismen die we ook kunnen toepassen in nieuwe technologieën, zoals zwermdrones die gezamenlijk vliegen”, concludeert Goldshtein.
