記者 薛沙沙實習生王舒曼
粉紅色的鼻子，小眼睛，耳朵寬闊而靈活，尾巴像掃帚一樣，被稱為"盲鼠"豬尾鼠，實際上帶來了自己的回聲定位能力。
近日，中國科學院昆明動物研究所的研究人員得出了這一結論。
該研究所的遺傳資源與進化國家重點實驗室石鵬專案組、蔣學龍小組和劉震專案組聯合攻打，通過整合行為學、解剖學、基因組學以及遺傳功能實驗和衆多獨立證據，證明齧齒類尾纖屬具有回聲定位能力。
"除了有名的蝙蝠、齒鲸等都有這種能力，尾纖也有這種能力，這本身就很神奇！"7月5日，其中一位研究人員，希鵬工作組的劉琦博士告訴 www.thepaper.cn，對尾尾鼠回聲定位能力的研究持續了大約四年。本研究有望使豬尾鼠成為聲樂、聽覺、回聲定位神經回路等研究中的新型實驗動物。他還希望這些發現在未來能夠應用于人工智能，比如改進自動駕駛汽車和盲人輔助導航。
"有沒有其他哺乳動物具有這種能力，但尚未被發現？"劉琦認為，人類在回聲定位方面的研究和應用還有很大的空間，而對尾纖的研究隻是一個開始。
實驗持續了近四年，研究人員跟蹤豬尾大鼠"熬夜"。
鼻子是粉紅色的，眼睛很小，耳朵寬闊，非常有彈性，像蝙蝠一樣來回擺動，收集不同方向的聲音。它的尾巴很長，像掃帚一樣，尾巴末端有一撮白色的毛發。
這就是劉琦的研究對象——尾鼠，因為它的小眼睛也被稱為"盲鼠"，它屬于齧齒動物眼山鼠的尾纖家族。
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尾纖視訊來源：受訪人 （00：32）
劉琦研究了豬尾鼠的回聲定位能力。回聲定位是指動物通過比較聲波和接收回聲之間的資訊差異來導航，覓食等的方向行為。
早在2017年，劉琦就一直在從事這項研究。
當時，在他做了一些基礎工作之後，實驗有了初步的結果。他将實驗組織成英文手稿，并以短文的形式寄給雜志。該雜志給了他們很多認可和對研究的濃厚興趣，這給了他們很大的信心。
"在後來的過程中，我們根據雜志的要求添加了大量的實驗，不斷豐富和完善論文。劉琦說，一方面要得到多個方面的精确實驗證據，另一方面，每個實驗工作量都非常大，包括後續的論文被修改了很多次，是以整個課題涉及的時間比較長，和一些研究團隊共同攻擊。
劉琦介紹，論文的通訊作者石鵬和劉震長期從事回聲定位和分子遺傳機制的收斂和進化，并發表了大量重量級的研究成果。另一組研究人員，姜學龍，也是該論文的作者，從事研究尾尾鼠的行為生态學和系統發展和分類。這項研究是三個工作隊共同努力的結果。
雖然有3個精英團隊聯合實驗，但實驗遇到了很多困難。
劉琦介紹，第一個困難來自研究對象——尾纖鼠。在研究之前，他們對這種野生動物的習性知之甚少，比如它們吃什麼，住在哪裡，它們是否成群結隊地生活，它們的巢穴是什麼樣子的，以及它們何時度過時間。
其次，野生豬尾鼠種群不是很大，用它來做實驗，有一個很大的問題就是如何捕捉它，并捕獲一定數量的活豬尾小鼠。
同時，研究人員也沒有繁殖經驗，在捕獲了一定數量的尾纖後，他們不知道如何飼養，非常擔心人工條件，不會使尾尾表現出自然行為。
然而，随着實驗的進展，找到了解決這些困難的解決方案。
讓劉琦感興趣的是，在實驗中，他們發現辮子等動物是夜間的，白天睡覺，晚上更活躍。是以，在行為實驗期間，研究人員将實驗安排在晚上，有時不得不整夜工作才能完成實驗。
小眼睛"盲鼠"的回聲定位功能
劉說，在實驗中，他們記錄了豬尾巴小鼠在運動過程中定期發射短程FM型高頻聲波（峰值頻率至98 kHz）。在黑暗環境中，尾纖在複雜的空間環境和避開障礙物時會發出更高的超音波速率。這些結果表明，來自豬尾小鼠的超音波在運動行為中起定向作用，即回聲定位。
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實驗中的辮子 視訊來源：受訪人 （00：17）
然後，研究人員使用經典的實驗裝置和嚴格的實驗設計來驗證尾纖鼠具有回聲定位。通過行為任務實驗，發現尾纖花更多的時間，發出更高的超音波速率來探索目标，在完全黑暗的條件下準确探測逃生平台，并成功獲得食物獎勵;随着視覺，觸覺和控制氣味的消除，行為實驗表明，尾纖鼠通過發射超音波和使用聽覺接收回聲來實作其目标。
此外，研究人員使用技術呈現豬尾巴的解剖結構，發現其莖和舌骨與凸起的骨骼的空間位置接觸，與通過喉嚨回聲定位的蝙蝠的結構一緻。這表明，在聲樂和聽覺結構中，尾纖鼠的回聲定位蝙蝠和喉嚨聲音具有相同的解剖學基礎。
劉琦等研究人員還對中國豬尾鼠的高品質全基因組進行了測序群組裝，通過進化基因組分析，發現豬尾鼠的回聲定位與起源無關。在整個基因組中，尾纖和已知的回聲定位物種（蝙蝠和齒鲸）在聽覺基因中具有顯着集中和趨同的基因。
通過整合行為、解剖學、基因組學和基因功能實驗的獨立證據，證明了齧齒動物眼豬尾大鼠屬物種的回聲定位能力。
有望應用于人工智能、盲輔助導航等領域
豬尾鼠的回聲定位似乎與普通人格格不入。但劉說，這項研究将來可以應用于人工智能，比如改進自動駕駛汽車和盲人輔助導航。
作為動物的一種特殊行為，回聲定位在動物世界中很少見，劉說。現在人類對回聲定位物種的了解可能僅限于幾類，如蝙蝠、齒鲸比較熟悉，不熟悉，比如一些鳥類、蜻蜓和島民。
"除了上面列出的動物，我們已經确認還有一隻老鼠也具有回聲定位技能，利用聽力和超音波來尋找食物或定位目标，這本身就令人驚歎！"劉說，除了蝙蝠、齒鲸和巨鲸等五組獨立起源的蝙蝠外，研究小組還發現了具有這種能力的第六組。
此外，由于尾纖屬于齧齒動物，親緣關系、體型和模式都與動物小鼠較近，繁殖和繁殖易于操作等因素，有望成為研究發聲、聽覺、回聲定位神經回路的新型實驗動物。
劉說，基于對蝙蝠等回聲定位物種的快速研究，人類已經開發出許多仿生産品。例如，蝙蝠在快速飛行期間會發出超音波，以檢測目标，跟蹤移動的獵物或及時避開障礙物。是以，發明的導杆便于盲人移動。
他承認，人類回聲定位的研究和應用還有很大的空間，對蝙蝠、辮子和老鼠及其回聲定位的研究，在未來可能會對人類生活産生更大的影響。
在發現豬尾鼠具有回聲定位能力後，劉琦和他的團隊一直在思考自然界中是否還有其他物種的哺乳動物具有這種能力，但尚未被發現。他們希望通過團隊努力發現更多這些神奇的動物。
"這将需要研究人員的大量辛勤工作，甚至可能是一個非常漫長的探索過程。劉說，尾纖的發現及其回聲定位隻是一個開始，他們希望堅持這項研究，他們希望将來可以将其用于人工智能，例如改進汽車自動駕駛儀和盲人輔助導航。
負責編輯：唐玉兵
校對：丁曉