Anatomie și fiziologie
Craniul și dentiția
Forma capului și a dinților liliecilor pot varia în funcție de specie. În general, megachiropterele au boturile mai lungi, orbite mai mari și urechi mai mici mici, ceea ce le conferă un aspect mai canin, de unde și denumirea de "vulpi zburătoare". Printre microchiroptere, boturile mai lungi sunt asociate cu hrănirea cu nectar, în timp ce liliecii-vampir au boturi mici cu incisivi și canini mari.
Micii lilieci consumatori de insecte pot avea până la 38 de dinți, în timp ce liliecii-vampir au doar 20. Liliecii care se hrănesc cu insecte cu exoschelet tare au dinți mai puțini dar mai mari cu canini mai lungi și mandibule mai robuste decât speciile care se hrănesc cu insecte cu corp mai moale. La liliecii care se hrănesc cu nectar, caninii sunt lungi în timp ce dinții din spate sunt reduși. La liliecii care mănâncă fructe, cuspidele dinților din spate sunt adaptate pentru strivire. Incisivilor superiori ai liliecilor-vampir le lipsește smalțul, ceea ce îi păstrează ascuțiți. Forța de mușcare la liliecii mici este generată prin avantaj mecanic, ceea ce le permite să muște prin platoșa întărită a insectelor sau prin pielea groasă a fructelor.
Aripile și zborul
Liliecii sunt singurele mamifere capabile de zbor susținut, nu doar de planare, ca veverițele zburătoare. Cel mai rapid liliac, liliacul mexican fără coadă (Tadarida brasiliensis), poate atinge o viteză de 160 de kilometri pe oră.
Oasele degetelor liliecilor sunt mult mai flexibile decât cele ale altor mamifere, datorită secțiunii transversale aplatizate și nivelurilor scăzute de calciu în apropiere de vârfuri. Alungirea degetelor la lilieci, un element-cheie necesar pentru dezvoltarea aripilor, se datorează upregulationului proteinelor morfogenetice osoase (Bmp). În timpul dezvoltării embrionare, gena care controlează semnalizarea Bmp, Bmp2, este supusă unei expresii crescute la membrele anterioare ale liliecilor—ceea ce are ca rezultat extinderea degetelor. Aceste cruciale modificări genetice ajută la crearea unor membre specializate necesare pentru zbor. Proporția relativă a degetelor speciilor de lilieci existente, comparativ cu liliecii fosili din eocen nu prezintă diferențe semnificative, ceea ce sugerează că morfologia aripilor liliecilor s-a conservat de peste 50 de milioane de ani. În timpul zborului, oasele sunt supuse unor tensiuni de încovoiere și forfecare; tensiunile de încovoiere sunt mai mici decât la mamiferele terestre, dar cele de forfecare sunt mai mari. Oasele aripilor liliecilor au o limită de rupere puțin mai mică decât la păsări.
Adaptări pentru repaus
Când nu zboară, liliecii atârnă cu capul în jos agățați de picioare. Femurul este atașat de șold într-un mod care le permite să se îndoaie spre exterior și în sus în zbor. Articulația gleznei se poate plia pentru a permite marginii posterioare a aripilor să se aplece în jos. Acest lucru nu permite mai multe mișcări, altele decât agățatul sau cățăratul pe copaci. Megachiropterele dorm cu capul strâns spre abdomen, în vreme ce majoritatea microchiropterelor dorm cu gâtul curbate spre spate. Această diferență se reflectă în structura vertebrelor cervicale ale celor două grupuri, care sunt în mod clar distincte. Tendoanele permit liliecilor să-și blocheze picioarele strânse atunci când se agață de o creangă. Este nevoie de aplicarea unei forțe musculare pentru a-și da drumul, dar nu și pentru a ține strâns.
Ecolocația
Microchiropterele și unele megachiroptere emit ultrasunete pentru a produce ecou. Prin compararea impulsului produs cu ecourile receptate, creierul și sistemele nervos și auditiv pot produce imagini detaliate ale împrejurimilor. Aceasta permite liliecilor să detecteze, să localizeze și să clasifice prada pe întuneric. Țipetele liliecilor sunt unele dintre cele mai puternice sunete produse în aer de animale, și pot varia în intensitate de la 60 la 140 de decibeli. Microchiropterele își folosesc laringele pentru a crea ultrasunete, și le produc prin gură și uneori în nas. Acesta din urmă este cel mai pronunțat la liliecii cu potcoavă (Rhinolophus spp.). Microchiropterele produc sunete în intervalul de frecvență de la 14.000 la peste 100.000 Hz, dincolo de spectrul auzului uman (între 20 și 20.000 Hz). Diversele grupuri de lilieci au evoluat extensii cărnoase în jurul și deasupra nărilor, care joacă un rol în transmiterea sunetelor.
În ciclurile puternice de ecolocație, liliecii emit sunete continuu și disting sunetul produs de ecou prin frecvență. Urechile acestor lilieci sunt adaptate la un anumit interval restrâns de frecvență. Ei produc sunete în afara acestui interval pentru a nu asurzi. Apoi recepționează ecoul în gama de frecvență restrânsă, profitând de deplasarea Doppler produsă de propria mișcare în zbor. Efectul Doppler face ca ecoul să conțină informații referitoare la mișcarea și locația prăzii. Acești lilieci trebuie să aibă grijă de deplasarea Doppler cauzată de modificarea vitezei lor de zbor. Ei s-au adaptat pentru a schimba frecvența sunetelor emise în funcție de viteza lor de zbor astfel încât ecoul să întoarcă gama optimă pentru auz.
Vederea
Ochii celor mai multe specii de microchiroptere sunt mici și slab dezvoltați, ceea ce duce la o slabă acuitate vizuală, dar nicio specie nu este oarbă. Majoritatea microchiropterelor au vedere mesopică, adică pot detecta doar lumina la niveluri scăzute, în timp ce alte mamifere au vedere fotopică, adică pot vedea în culori. Microchiropterele își pot folosi vederea pentru orientare și în timp ce călătoresc între zonele de repaus și cele de hrănire, ecolocația fiind eficientă numai pe distanțe scurte. Unele specii pot detecta ultraviolete (UV). Cum corpurile unor microchiroptere au culori diferite, acestea ar putea să distingă culorile.
Megachiropterele au adesea vederea la fel de bună, dacă nu mai bună, ca a omului. Vederea lor este adaptată atât vederii de noapte cât și vederii la lumina zilei, inclusiv unele care văd în culori.
Letargia
Letargia, o stare de activitate redusă în care temperatura corpului și metabolismul scad, este utilă mai ales pentru microchiroptere, întrucât ele folosesc o cantitate mare de energie când sunt active, depind de o sursă de hrană instabilă, și au o capacitate limitată de stocare a grăsimii. În această stare, își scad în general temperatura corpului la 6–30 °C, și pot reduce consumul de energie cu 50 până la 99%. Circa 97% din toate microchiropterele devin letargice. Liliecii tropicali o pot folosi pentru a evita prădătorii, reducând cantitatea de timp petrecută în căutare de hrană și reducând astfel șansa de a fi prinși de un prădător. Megachiropterele erau în general considerate a fi homeotherme, dar se știe că trei specii de megachiroptere mai mici, cu masa de circa 50 g, prezintă starea de letargie: the liliecii blossom australieni (Syconycteris australis), the Macroglossus minimus și Nyctimene robinsoni. Aceste stări țin mai mult timp vara decât iarna la megachiroptere.
În timpul hibernării, liliecii intră într-o stare de letargie și își reduc temperatura corpului timp de 99,6% din perioada de hibernare; chiar și în pauzele de hibernare, când revin cu temperatura corpului la normal, uneori intră într-o letargie superficială, denumită "trezire heterotermică". Unii lilieci își reduc funcțiile organismului la temperaturi mari pentru a se răcori în lunile de vară.
Liliecii heterotermi pot zbura în timpul migrațiilor lungi pe timp de noapte, pentru a se odihni în letargie pe timp de zi. Spre deosebire de păsările migratoare, care zboară ziua și se hrănesc noaptea, liliecii nocturni au un conflict între deplasare și hrănire. Energia conservată le reduce atât necesarul de hrană, cât și durata migrației, ceea ce s-ar putea să îi ajute a evita să petreacă prea mult timp în locuri necunoscute pentru a nu fi atacați de prădători. La unele specii, femelele gestante nu pot intra în starea de letargie.