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它们为何‘歌唱’ 精选

已有 4546 次阅读 2022-1-13 12:37 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

它们为何‘歌唱’

鲍海飞 2022-1-13

我们听见它们在歌唱,它们为何歌唱?那些属于蚊子、蜜蜂、蝉、鸟……还有属于鲸的。关于动物‘歌唱’的奥秘,一起去探寻聆听吧。

深夜里的犬吠,暗示着危险在靠近。拂晓时的鸡鸣,预示着黎明的到来。每到岁末,猪要被人牵出猪圈时,它会跟你拼命挣扎对抗,发出撕心裂肺的叫声。夏天来临,草丛里会传出蟋蟀的叫声,树上的蝉鸣,夜半时还有远处池塘里传来的蛙鸣,还有不厌其烦天天夜晚在你耳边缠绵的蚊子的叫声。

蚊子都会发出嗡嗡的叫声,但雄蚊子并不吸血,而是吃花蜜,它即使飞到你耳边,也不会吸你的血。反过来,到是那些雌性的蚊子会来到你的耳边喋喋不休,要吸你的血。蚊子叫声的一个主要目的是寻找伴侣。二战期间,美国科学家注意到,如果雌性蚊子不发出叫声的话,雄蚊子是不会搭理雌蚊子的。雄性蚊子对给它播放雌性蚊子的录音,甚至能够发出相同频率的音叉都感兴趣。蚊子的触角上有个‘耳朵’,它的振动会传递给一个叫约氏器官(Johnston’s organ)的结构,然后又将这种振动传递到它的神经系统,从而可以听辨声音。研究发现,蚊子的发声并不是翅膀振动与空气摩擦产生的,而是翅膀下有个器官,在翅膀展翅的时候,与之摩擦发出声音。翅膀振动频率高达每秒钟500次。因此,蚊子只要在飞翔,它就在歌唱,而一旦降落到你皮肤上的时候,它便开始悄无声息埋头工作了。雌性蚊子的嗡嗡声会吸引雄性蚊子来与之交配。在雌雄蚊子飞近时,它们会把声音变调说悄悄话,如果彼此心仪,那么就琴瑟和鸣合二为一了。

科学家如果掌握了蚊子发声的奥秘,那么就可以找到某种方法,以减少蚊子的数量,如让雄蚊子绝育,就可以减少如‘疟疾、登革热’疾病的传播了。蚊子为何经常在人的头部或耳朵处徘徊?一个解释是,人呼出了二氧化碳。蚊子‘嗅’到了这种气味,发现了目标。蚊子对人体散发的热、汗和气味都敏感,它的触角能够检测到远处较高浓度二氧化碳的存在。一则有趣的新闻是,国外有人试图通过模拟某些声音来驱赶蚊子,比如在手机中播放蚊子的天敌蜻蜓的声音,以此来驱赶蚊子,但这从来没有被科学所证实。也有研究指出,高达38-44千赫兹的频率声音能够驱赶蚊子,22-25千赫兹频率的声音能够驱赶狗和猫,啮齿动物需要60千赫兹。

蟋蟀是通过两个翅膀间的摩擦发声的,且只有雄性蟋蟀能够发出声音。雄性蟋蟀鸣叫的声音非常大,可以传到一里之外。雌性蟋蟀也只对那些感兴趣的声音所吸引。雌性蟋蟀一旦靠近,雄性蟋蟀的叫声就立即变成了求偶声,使其与之交配。蟋蟀叫声的另一个作用是建立领地,驱赶其它蟋蟀。

蜜蜂是众人熟知的一种昆虫,传统观点认为蜜蜂利用翅膀在空气中迅速振动而发声。但2002年,中国的一名小学生在乡村度假时发现,蜜蜂在其翅膀下有专门的发声器官,如果用针刺破它,蜜蜂就不会发出任何声音了。国外研究表明,蜜蜂发声是与翅膀的扇动以及其胸部的肌肉振动有关。蜜蜂的振动频率从每秒10次到1000次之间。它们工作时与说悄悄话时的嗡嗡声截然不同。

蝉的发声也是很奇特的。雄蝉的腹部有一个发声器,叫鼓室,其内部有系列长短交替的‘肋骨状物’,鼓室肌肉收缩带动鼓室收缩,‘肋骨’产生形变发出‘卡塔’一声并传递下去,同时带动腹部的共鸣腔振动,通过鼓膜向外发出响亮的声音。许多的‘卡塔’声交汇在一起就变成了轰鸣声。其振动频率非常高,有的达到1秒钟4000次。之所以令人烦躁,是因为它的叫声高达80-90分贝,有的甚至超过100分贝。据说,我国四川峨眉山等地有一种震旦马蝉,其群鸣声响彻整个山谷,使人不堪忍受。蝉鸣的目的就是为了吸引雌蝉前来交配。雌蝉虽然在腹部也有发声器,但不能发出声音,被称为‘哑巴姑娘’。

声音是什么?声音就是一种振动,通过空气或其它媒介传递到听觉器官或感受器。我们见过蜘蛛编织美丽的网,看到它在蛛网上忙碌,偶尔会看到它从一根细细的蛛丝上自如优雅地垂落下来。可惜,我们从来没有听见过蜘蛛的声音。你知道蜘蛛是如何感受声音的吗?

蜘蛛是通过它的触角、它纤细的腿,感受来自蛛网上的振动。更巧妙的是,它所编织的蛛网,每一根丝线的长度不同,丝线上的应力也不同,这些丝线的固有频率也不同。蜘蛛通过感受不同的振动频率,从而判别落到蛛网上的是入侵者、配偶、还是猎物等。蜘蛛能够听到‘拍掌’的声音,对低频80-130赫兹的声音更敏感,而这个频率的声音恰是它的天敌,一种黄蜂振翅发出的声音频率。麻省理工的科研人员在努力研究蛛网的结构,期待有一天,让蜘蛛能够发出‘声音’,人类便通过蛛网的振动来与之交流。

    海洋中的哺乳动物的发声是为了通讯、觅食以及导航。海豚、海狮和鲸都有类似于人类的‘喉结’等器官用来发声。鲸的种类很多,发生方式也不同,一些发声机制至今不是很清楚。长须鲸利用喉结来发声,齿鲸利用呼吸孔附近的喉结和喉结附近的气囊来发声。喉结能够打出‘呼哨’的声音,而气囊能够产生高频的回声定位声音。鲸能够发出多种声音,但最有特点的是三种声音:咔哒声、呼哨声和脉冲呼叫声。‘咔哒声’可能是用来导航或者通过回声来确定周边物体的形状等。呼哨声和脉冲呼叫则可能是鲸群之间社交活动。当然,鲸也会通过它的鳍和尾部的摆动发出声音进行彼此间的交流等。

人类为了探测地震,会在海床上安装测震仪来记录和传送数据。测震仪不仅能够拾取到海床上的震动,同时还经常记录到一些鲸的‘歌唱’。鲸的声音能够传播的非常远,甚至达到600里。相关研究人员意识到,或许可以利用鳍鲸发出的声音及海底一定深度处的回声来研究海下的物质分布,以探明如石油和天然气等的存在和分布。这种方法即经济又环保,对海洋生物不会破坏。

‘歌唱’是本能,但也是可传承的。澳大利亚有一种濒临灭绝的食蜜鸟。由于森林中只残余几百只了,年轻的雄鸟儿周围没有足够多经验丰富的老鸟,年轻的雄鸟不知道怎么‘说唱’情歌,就丧失了这种表白的技能。雌鸟接受的‘聆听教育’也不多,根本听不懂也无法接受表白。有研究人员就把曾经记录的那些‘说唱’放给那些年轻的鸟儿听,以此逐渐唤醒它们内在的东西,使这个种族能够繁衍下去。

动物是有‘方言土语’的。有人研究乌鸦的叫声,便将一个地域乌鸦的叫声录了下来,拿到异地给其它乌鸦播放,结果异地的乌鸦没有任何反应。

每一天,我们都在聆听着它们的歌唱。许多昆虫、海洋中的哺乳动物,它们是如何发声和感知声音,至今还有许多疑问和待解之谜。研究动物的歌唱,可以让我们借鉴、学习和利用。

 



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