動物們用超聲波來“交流”?

很多動物都可以發出特定的聲音進行交流,我們每天也都能聽到各種動物在“說話”。不過,由於人耳結構的原因,我們只能聽到頻率在20赫茲-2萬赫茲之間的聲音。對於頻率大於2萬赫茲的聲音,我們是聽不到的,所以,雖然有很多動物在我們面前表現得非常安靜,但實際上這些動物卻一直在喋喋不休,只是我們無法感受到它們的喧囂而已。它們就是那些能夠發出超聲波的動物。

眾所周知,海豚和蝙蝠能夠通過超聲波進行定位和尋找食物。不過,隨著對動物的研究越來越深入,科學家發現很多動物都能發出超聲波,其作用也是千差萬別。

超聲波求偶

科學家發現,老鼠並不總是謹小慎微、躡手躡腳,它們常常會放聲歌唱。當一隻雄性老鼠遇到潛在的交配對象時,它會發出一系列複雜的鳴叫聲,雌性老鼠會通過辨別它們的音質挑選出最優秀的配偶。

动物们用超声波来“交流”?

遺憾的是,雄鼠這種超聲波叫聲的頻率超出了人類的聽力範圍,所以人們以及很多以老鼠為食的肉食動物都無法偷聽到老鼠的情歌。這對老鼠來說實在是太重要了,因為雄鼠可以在心儀的雌鼠面前盡情地展現自己的歌喉,而不必擔心被捕食者發現,這有利於老鼠選擇最優秀的基因遺傳給後代。此外,老鼠在被同類打敗、發現捕食者或受傷時也會超聲波。幼鼠遇到困境時會發出頻率更高的超聲波,尋求成年老鼠的幫助,如將它們帶回到洞穴。

超聲波青蛙

據《自然》雜誌報道,科學家在中國黃山發現一種非常特別的青蛙,它們之間的溝通交流靠的是一種其他動物聽不到的超聲波。這種青蛙生活在覆蓋著森林的山區,它們大部分時間是在靠近急流的水域生活,那裡的水衝擊著河中的大石頭髮出巨大的聲音,加上瀑布的聲音,導致這些小青蛙發出的聲音幾乎聽不見了。如果這些青蛙想進行交流的話,它們有兩個選擇,一個選擇是發出非常大的叫聲,另一個就是轉變聲音的頻率,使之與周圍的噪聲區別開來。不過,第一個選擇顯然對它們不利,發出超大聲的鳴叫勢必會額外消耗它們很多能量,而且也很難持續很長時間。另外,這種叫聲無疑也暴露了自己,使它們的天敵更容易根據它們的叫聲找到它們的藏身之地。於是,在這種情況下,青蛙慢慢發生了進化,它們不再依靠普通的叫聲傳達信息,而是轉變成用超聲波進行交流。同時,它們的耳朵也逐漸由凸出來變成凹陷進去,這樣就縮短了耳朵到鼓膜的距離,更適合接收超聲波。經過長久的進化,它們可以發出超過12萬赫茲的超聲波,這種聲音能夠穿透嘈雜的環境讓同類聽到,但它們的天敵卻聽不到這種叫聲。

动物们用超声波来“交流”?

科學家還在美洲熱帶地區發現了可以探測到超聲波的青蛙。這些超聲波都是它們的天敵蝙蝠發出的。這些青蛙接收到這些超聲波後可以將它們吸收,使其不會被反射回去,導致蝙蝠無法發現自己,從而讓自己躲過了被捕食的命運。不過,科學家還不確定這種青蛙自身能否發出超聲波。

昆蟲也有超聲波

每當夜幕降臨在熱帶雨林的時候,各種昆蟲就不約而同地開始歌唱,就像是在舉辦一場交響樂。其中,蟈蟈家族中的一種紡織娘當仁不讓地成為樂團的男高音。這種雄性的紡織娘能發出13萬赫茲的高頻聲波,這也是所有已知昆蟲發出的頻率最高的超聲。我們知道,很多昆蟲都是靠翅膀摩擦發聲的,紡織娘也不例外,但這麼高頻的聲音,如何依靠翅膀間的摩擦來產生呢?

动物们用超声波来“交流”?

為了探究它們的發聲之謎,加拿大多倫多大學的研究人員從哥倫比亞的熱帶雨林收集了這種紡織娘,用電子顯微鏡觀察它們的翅膀。研究人員發現,當它們的翅膀互相摩擦時,一隻翅膀上的鋸齒狀結構會嵌入另一隻翅膀上的釘子狀突起中,從而使翅膀產生很大的形變,然後它會猛地彈回,這種高速度使其發出了高頻的超聲波。這和把橡皮筋用力拉長再鬆開是一個道理。這種方式既產生了超聲波,又不需要額外耗費紡織娘的肌肉能量,可謂是一種精巧無比的發聲方式。

飛蛾中有一類虎蛾可以感知到天敵蝙蝠的超聲波,並且還能發出超聲波與蝙蝠進行交流。當虎蛾收到蝙蝠發來的信息時,就會用胸部的一對鼓膜發出超聲波,警告蝙蝠說:“我是有毒的,我的味道非常不好,你不要吃我。”於是,蝙蝠就會改變捕食目標。而且,還有一些無毒的飛蛾也會去模仿這些虎蛾發出的超聲波,以此保護自己。研究發現蝙蝠確實會被這種假信息欺騙。

優質的報警信號

加拿大動物學教授詹姆斯•海爾研究發現,北美大草原上有一種特殊的松鼠,當它們發現受到威脅時會發出超聲波提醒同伴,這種超聲波的頻率可以達到5萬赫茲,遠遠超出了人類和其它肉食動物的聽覺範圍,但這種聲音的強度卻非常高,平均能達到66.8分貝,相當於人類的大聲交談。所以這些松鼠可以在不被捕食者察覺的情況下及時將信息傳遞給同伴並逃離危險區域。

近年,科學家又在靈長類動物中發現了這樣的報警機制。研究人員發現菲律賓眼鏡猴在群體中彼此傳遞著一種秘密的語言,提醒同伴小心捕食者。這種聲音最低頻率也超過了6萬赫茲,比陸地上老鼠和蝙蝠發出的音調高得多。研究人員表示用超聲波報警具有方向性強和不易被捕食者發現的雙重優點,所以這對於眼鏡猴保護自己是非常有利的。

隨著科研儀器的進步和對各種動物研究的深入,科學家將會發現越來越多的超聲波動物,我們也將更好地瞭解這個超出我們聽力範圍的超聲世界的嘈雜。


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