Como morcegos se guiam por sonar em ambientes superlotados?

Graças aos morcegos, hoje usamos radares para os fins mais variados, de localizar aviões a multar carros em excesso de velocidade. O sistema “inventado” pelos morcegos guia seu voo e a captura de presas mesmo quando sem enxergar – carvernas são escuras! O sonar desses animais, adaptado por humanos com o uso de ondas de rádio (donde o nome “radar”), consiste em sons emitidos pelo morcego que colidem com objetos e são rebatidos de volta ao animal, em uma série de ecos. Esses chegam com “atrasos” (delays) proporcionais à distância em que está o objeto: os mais distantes provocam ecos que demoram mais pra voltar ao animal, enquanto os mais próximos, mais curtos. Isso permite que o morcego calcule a que distância está cada coisa.

Mas o que acontece quando o ambiente é cheio demais, como em uma floresta ou uma caverna cheia de estalactites e outros morcegos, e os ecos se sobrepõem? Como não se confundir quando se é um morcego em uma floresta cheia?

Como outros morcegos, o morcego marrom (Eptesicus fuscus) – um dos mais comuns na América – varia a qualidade dos sons que emite de acordo com o ambiente em que está: a duração, frequência (mais grave ou mais agudo), e amplitude (volume) do sonar. Quando voando por entre a vegetação, o morcego necessita reagir rápido para evitar colisões com galhos ou mesmo pra alcançar sua presa; nessas situações, ele reduz o intervalo entre cada som emitido, obtendo mais informações sobre a distância de casa coisa... desde que cada eco retorne ao morcego antes do próximo som ser emitido. Isso evita o risco de ecos demorados (referentes a objetos mais distantes) serem percebidos erroneamente como ecos de objetos muito próximos, referentes à emissão seguinte, formando “fantasmas”.

Pela mesma razão, o morcego necessita também planejar seu voo e, para isso, ter intervalos longos o suficiente para que o eco do objeto mais distante chegue antes da próxima emissão sonora. Para complicar ainda mais o cérebro desse animal, os ecos de objetos de fundo e de objetos que não são o alvo do seu interesse também podem causar ambiguidade. Como eles não saem “tropeçando” em tudo pelo caminho em ambientes lotados?
Um estudo realizado na Universidade Doshisha, no Japão, explica.

Os pesquisadores simularam em laboratório as condições que os morcegos encontram na vida selvagem com uma sala escura cheia de obstáculos (correntes pendendo do teto). Para observar o comportamento dos animais foram usadas câmeras infravermelhas – sensíveis ao calor – e um pequeno microfone preso ao corpo do animal. A filmagem feita permitiu reconstruir o trajeto dos morcegos – pra saber se eles realmente desviaram das correntes. Já por meio do microfone, os cientistas puderam ter acesso tanto ao som emitido pelos morcegos, quanto aos ecos que eles ouviam.

Após reconstruir o trajeto tridimensional do voo dos morcegos e analisar a gravação do microfone, os pesquisadores perceberam a saída simples dos morcegos. Sempre que suas emissões sonoras ocorrem em intervalos de tempo curtos o suficiente para que essa ambiguidade seja criada, os morcegos utilizam-se de um artifício: emitem um som mais agudo seguido de outro mais grave que o habitual; quanto menor o intervalo (e maior a confusão), maior a diferença de tonalidade. Assim, dá pra saber que o eco mais agudo é referente ao primeiro som, e o mais grave, ao segundo. Tudo isso, sem que os morcegos precisem fazer esforço.

Fonte: Hiryua S, Bates ME, Simmons JA, Riquimaroux R (2010) FM Echolocating bats shift frequencies to avoid broadcast-echo ambiguity  in clutter. PNAS 107 (15):7048-53