蝙蝠是进化的成功故事。今天生活着大约1,400个物种，它们在除极地地区以外的每个环境中都能繁衍生息。

蝙蝠翅膀的进化和通过觅食综合症的叫声使多样性得以蓬勃发展

它们的体型范围很广，从重1.2公斤、翼展171厘米的金冠狐狸，到重2克、翼展33厘米的基蒂猪鼻“大黄蜂”蝙蝠.所有蝙蝠在回声定位期间发出的频率也变化很大，范围从11kHz到212kHz。但是，是什么推动了这种非凡多样性的演变呢?

“在这里，我们表明在蝙蝠物种中，翅膀形状与其回声定位发声频率之间存在密切对应关系。这种模式在早期研究中没有发现，因为它隐藏在家庭变异中，”博博士说华西师范大学研究员罗和该研究的通讯作者，该研究发表在生态学与进化前沿。

“而且重要的是，两者都与觅食生态密切相关-一个物种的首选栖息地类型以及它如何在那里捕捉猎物。”

进化权衡

科学家们已经知道，在某些环境中，不同的翅膀形状最适合蝙蝠：例如，短而圆的翅膀在密闭空间内更具机动性，而长而尖的翅膀最适合长距离快速飞行。回声定位也需要权衡取舍：持续时间长或频率高的呼叫的产生成本更高，但在检测杂乱环境中的微小猎物方面更有效。那么如何平衡这些相互竞争的需求呢?

Luo及其同事收集了15个科152种蝙蝠的已发表数据：每个物种的体重、其回声定位呼叫的持续时间和峰值频率、体重除以翅膀面积(“翅膀载荷”)和翅膀“纵横比”ratio”——翼展的平方除以机翼面积。

作为生态学的代表，他们将每个物种分配给五个“觅食行会”之一。例如，边缘空间拖网捕食者用尾膜和脚从水面捞起昆虫或小鱼，而开放空间空中觅食者在露天捕捉翅膀上的昆虫。

强大的家庭效应

作者发现回声定位峰值频率和翅膀形态在很大程度上取决于蝙蝠家族。这意味着任何其他进化模式都可能保持隐藏状态，除非样本中的科和物种范围很大。正是本研究的大样本表明，在考虑到家庭之间的差异后，回声定位的峰值频率与翅膀形状往往呈正相关。

通讯作者、东北师范大学教授姜峰博士说，“我们的研究结果表明，峰值频率和翅膀形状是相关的：例如，在空旷空间捕食的蝙蝠物种往往有长而尖的翅膀，并产生低频长回声定位呼叫。”

“相比之下，在边缘空间捕食的物种往往有短而圆的翅膀，并发出中频短促的叫声。而在狭窄空间觅食的物种往往有短而圆的翅膀和高频叫声。”

明显的觅食综合症

作者得出结论，回声定位参数和翅膀形状并不是相互独立进化的。相反，它们都按照每个物种的觅食生态学的要求进化。对于每种类型的栖息地，都有一个独特的最佳进化解决方案——觅食综合症——将翅膀形状和回声定位特征与觅食模式相匹配。这些综合症在每个家庭中反复演变。

“我们证明觅食生态驱动了现存蝙蝠翅膀形态和回声定位呼叫的相关进化。这并不一定意味着飞行和回声定位是同时进化的。要回答哪个先出现的问题，我们需要研究探索前肢的相似性现存蝙蝠和蝙蝠祖先化石之间的形状、听觉系统和相关特征，”罗说。