反響定位妨害

動物のエコーロケーション（またはソナー）システムは、人間のレーダーシステムと同様に、エコーロケーション妨害またはソナー妨害と呼ばれる干渉を受けやすい。妨害とは、標的以外の音が標的のエコーに干渉することで発生する現象である。妨害は意図的な場合も偶発的な場合もあり、エコーロケーションシステム自体、他のエコーロケーションを行う動物、獲物、または人間によって引き起こされる可能性がある。エコーロケーションを行う動物は、妨害を最小限に抑えるように進化してきたが、エコーロケーション回避行動が常に成功するとは限らない。

反響定位を行う動物は、さまざまな方法で自らを妨害することができます。たとえば、コウモリは自然界で最も大きな音を発しますが、^{[ 1 ]}すぐに、発する音よりも数百倍も微弱な反響音を聞き取ります。^{[ 2 ]}コウモリが反響定位音を発するたびに、コウモリの中耳にある小さな筋肉（アブミ骨筋）が、鼓膜と蝸牛の間で音を増幅する耳小骨と呼ばれる小さな骨を締め付けます。^{[ 3 ]}これにより、コウモリがこの間に聞く音の強度が弱まり、標的の反響音に対する聴覚感度が維持されます。

動物がまだ音を出しているときに、例えば近くの物体から反響音が戻ってくると、ジャミングが発生することがあります。コウモリは、 獲物を探したりナビゲートしたりするときに、3～50ミリ秒の短い音を出すことで、この種のジャミングを回避します。^{[ 4 ]}コウモリは、近づいているターゲットをエコーロケーションするときに自己ジャミングを回避するために、徐々に短い音を0.5ミリ秒まで出すようになります。^{[ 5 ]}これは、近くのターゲットからの反響音が、遠くのターゲットからの音よりも早くコウモリに戻ってくるためです。

反響定位を行う動物が連続して多くの音を発し、反響を誤った発信源に割り当ててしまうと、別の種類の妨害が発生します。この種の妨害を避けるため、コウモリは通常、次の音を出す前に、考えられるすべてのターゲットから反響が戻ってくるまで十分な時間を待ちます。これは、コウモリが昆虫を攻撃するときに明確に観察できます。コウモリは徐々に短い時間間隔で音を発しますが、音がターゲットまで伝わって戻ってくるのに十分な時間は常に確保します。^{[ 6 ]}コウモリがこの問題を克服するもう 1 つの方法は、独自の時間周波数構造を持つ連続した音を発することです。^{[ 7 ]}これにより、コウモリは複数の発信源からの反響を同時に処理し、時間周波数特性を使用して反響をその発信源に正しく割り当てることができます。

電気魚と同様に、反響定位を行う動物は、近くの環境で同じ種の他の動物が発する信号による妨害を受けやすい。^{[ 8 ]}このような妨害を避けるため、コウモリは電気魚が妨害を避けるために用いる戦略、すなわち妨害回避反応（JAR）と呼ばれる行動を用いる。^{[ 8 ]} JARでは、一方または両方の動物が、もう一方の動物が使用する周波数とは異なる周波数で音を発する。^{[ 8 ] [ 9 ]}これにより、それぞれの動物が妨害が発生しない固有の周波数帯域を持つことができる。コウモリはこの調整を非常に迅速に行うことができ、多くの場合0.2秒未満で完了する。^{[ 9 ]}

オオコウモリは、エコーロケーションを行う別のオオコウモリを追跡する際に、一定期間沈黙することで妨害を避けることができる。^{[ 10 ]}これにより、沈黙しているコウモリは、競争的な採餌状況で獲物を捕らえることができる場合がある。

多くのヒトリガは、コウモリが獲物を攻撃する際に使用するエコーロケーションコールに反応して超音波クリック音を発します。^{[ 11 ]}ほとんどのヒトリガの種では、これらのクリック音は、蛾が不味い有毒化合物を持っていることをコウモリに警告します。^{[ 12 ]}しかし、ヒトリガBertholdia trigona は、コウモリのエコーロケーションを妨害するために、非常に高いレート（毎秒最大 4,500 回）でクリック音を発します。^{[ 13 ]}妨害は、これまで記録されたコウモリに対する最も効果的な防御策であり、妨害によって野外でのコウモリの捕獲成功率が 10 分の 1 に減少します。^{[ 14 ]}

人間は、エコーロケーションを行う動物を意図的または偶発的に妨害することがあります。近年、コウモリを建物や橋から排除したり、多数の死亡例が発生する風力タービンからコウモリを遠ざけたりするために、音響妨害抑止装置の開発が進められています。^{[ 29 ]}これらの抑止装置は、狭い範囲でのコウモリの活動を減少させることが示されています。しかし、超音波の大気減衰が大きいため、コウモリを風力タービンから遠ざけるなどの用途で音響抑止装置を大規模に展開することは困難です。

• www.sonarjamming.com -- コウモリのソナーを妨害する蛾に関する研究ウェブサイト
• NPRニュース記事「蛾がソナー妨害でコウモリを出し抜く」