コウモリ（Rhinolophus nippon）は反響音の周波数制御で雑音を抑え獲物を検出する

静けさを作って餌を見つける仕組み

騒がしい夜空の中で小さな飛翔昆虫を見つけるのは容易ではありません。それでもイトコウモリは、強力な音を発して周囲を反響で満たしているにもかかわらず、羽ばたくガを的確に見つけ出します。本研究は、コウモリがその反響音に対して巧妙な操作を行っていることを示します。彼らは発声のピッチを微調整し、獲物の特徴が際立つ静かな音のスライスを作り出すのです。

内蔵ソナーで聞く

イトコウモリは反響定位を使って狩りを行い、長く安定した鳴き声を放って返ってくる反響を聞きます。飛行中、運動によりこれら反響の周波数は変化します。これはドップラーシフトとして知られる物理効果です。長年の研究で、これらのコウモリは飛行中に発声のピッチを若干下げて、反響の主要な成分が聴覚の感度が特に高い基準周波数付近に留まるようにしていることが知られてきました。この過程はドップラーシフト補償と呼ばれ、主に反響を聴覚の“甘いスポット”に保つためだと考えられていました。

コウモリが何に注意を払っているのかという謎

ここにひとつの疑問がありました。攻撃時には反響はガ本体と周囲の壁や植生の両方から来ますが、以前の研究はコウモリが獲物からの反響を追跡していないことを示唆していました。むしろ背景からの反響に合わせているように見えたのです。行動を導いている要因を突き止めるため、研究者たちはまず人工反響を実験室で作成しました。各個体の鳴き声をリアルタイムで記録し、電子的に周波数と音量を変えて複数の反響ストリームを作り、小さなスピーカーから“幻の”反響として再生しました。最も大きなストリームと最も高い周波数のストリームが一致しないように配置することで、コウモリがどちらに追随するかを確かめられました。

音量よりも周波数を選ぶ

コウモリは、たとえそれらが他の反響よりもずっと弱くても、常に最も高い周波数の反響に合わせて自分の発声ピッチを調整しました。自然に近い状況でも同様かを確かめるため、研究チームはある壁は音を強く反射し、別の壁は音を弱めるような部屋でコウモリを飛ばしました。背中に装着した小さなマイクで彼らが実際に聞いている反響を記録しました。ここでも動物は最も強い反響ではなく、最も高い周波数の反響に発声を合わせました。この結果、予期せぬ副次効果が生じました。背景の多くの反響はより低い周波数帯に押しやられ、基準周波数のわずか上に非常に静かな帯域が残されたのです。

静かな音の窓に現れる獲物の瞬き

次に研究者たちは実際の狩りを調べました。機上マイクを付けたコウモリは、羽ばたきによって反響に短くきらめく変化（スペクトル・グリント）を生む係留されたガに襲いかかりました。これらのグリントは、静かな高周波帯の真ん中に現れ、落ち着いた背景に対してはっきりと際立ちました。コウモリはこれらの短命なピークを発声の調整で追いかけることはしませんでした。おそらくグリントは変化が速すぎるためです。その代わり、より安定した背景反響を追い続けることで静かな帯を保ち、ガの羽ばたきがその帯内で明瞭に“点滅”するようにしていたのです。

コウモリの特別な聴取帯をジャミングする

この静かな帯が本当に獲物捕獲に重要かを試すために、研究者たちはガを止まらせたコウモリに対して狭帯域の雑音を再生しました。基準周波数より下、すなわち大部分の雑多な反響が既に存在する位置に雑音を置いてもほとんど影響はなく、コウモリはすべての試行で攻撃を開始しました。しかし、通常静かな基準周波数より上の帯域に雑音を置くと、攻撃率は急激に低下しました。これはコウモリが獲物の羽のわずかなグリントを検出するために、その静かなスペクトルの窓に依存していることを示しています。

動物が世界を感知する仕方への示唆

自らの発声ピッチを精密に制御することで、イトコウモリは単に反響を感度の高い聴覚範囲に保っているだけではありません。背景からの反響を一つの領域に押し込め、獲物の羽の特徴的な点滅が容易に聞こえる明瞭で静かな帯域を能動的に作り出しているのです。言い換えれば、彼らは音の物理を利用して信号と雑音のコントラストを高めており、動物が感覚を洗練させる際に脳の回路だけでなく自然法則の賢い利用を通じても行えることを明らかにしています。

引用: Yoshida, S., Mastumoto, H., Kobayasi, K.I. et al. Horseshoe bats (Rhinolophus nippon) suppress clutter noise through echolocation frequency control to detect prey. Commun Biol 9, 663 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-10217-9

キーワード: 反響定位, コウモリ（イトコウモリ類）, ドップラーシフト補償, 獲物検出, 感覚生態学