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带你揭秘动物们,是如何用声音,探索世界的?

对我们人类而言,听觉是一种很重要的感知能力,对普通的动物来说,当然也是如此。在树上啼叫的夜鹰,在水中鸣唱的鲸鱼,池畔聒叫的青蛙,它们发出声音,目的就是为了让同伴和敌人听见,以维护它们的生存环境,并使生命得以繁衍下去。所以我们会发现,地球上众多动物们,都会各自带着它们自己独有的发声方式,来面对物种多样性的大自然。

动物们多姿多彩的生存行为

为了适应自己周围的生存环境,动物们会发出各自具有特色的声音,并不断的进化其行为。许多动物会为了求偶的目的而发出叫声,且不只是在陆地上,水中的鱼类,也能发出求偶的声音。比如雄性的长耳太阳鱼在繁殖季节,除了体色会变得艳丽外,还会发出求偶的叫声;而长相其貌不扬的光蟾鱼,其雄性求偶时发出的动听“歌声”,则决定了它们是否会受到雌性的青睐程度!声音的长短,更是会在择偶时,扮演一个更重要的角色,叫声越长久,就越容易求偶成功,因为这象征着这个雄性,能够把较强壮的基因,传承给自己的下一代。

发生雄鱼之间的求偶竞争,我们也可以看成是一场争夺战,而动物运用自己的声音来争夺资源,也是一种很常见的现象。比如臭鼬鳅便能够通过叫声,来抢夺栖息地,可避免不必要的肢体接触,并以免因战斗而产生的伤口,被病菌感染,严重的甚至死亡。此外,同一物种的每个个体声调的声频与声压不同,也象征着其社会地位的不同;声压越高,可能就代表体内的共鸣腔越大,因此体格可能会表现的比较壮硕。当然,动物们也懂得向对手“互呛”,比如长纹短攀鲈彼此之间,就有一种很明显的捍卫领地的行为,而这是靠发出的声音品质做为判断两者间强弱的主要依据之一。

性择与天择间的双面性

即使是属于的不同物种,在叫声上也会存在有不少的差异。1958年的一项研究发现,同属蝗蛙属的北蝗蛙与蟋蟀雨蛙,在同一区域内的叫声不尽相同。人们经过这样的发现,得以推论声音很可能是生殖隔离、避免杂交发生的关键所在!而与水下的鱼类动物一样,雄性青蛙的叫声长短,也是雌蛙择偶时,需要考虑到的条件。1998年的另一项实验当中,将雌蛙的卵子分别与叫声较长与较短的两只雄蛙精子授精,观察其子代的存活与成长情况。无论在蝌蚪成长速度、蝌蚪存活率、变态时体重及变态后的成长等比较过程,能够发现叫声较长的雄性子代,发育情况都会较叫声较短的雄性子代更好。因此这项简单的实验,解释了为何叫声较长的雄蛙,会被雌蛙青睐的原因。

发声的时间长短差异,是物种彼此竞争的表现。空间的差异,则让同一物种在不同区域,可能出现彼此逐渐隔离的现象,进而演变出不同的“方言”!如分布在美国西岸旧金山湾周边的白冠雀,单单是在三个不同的区域,就有各自不同声音特色的鸟声方言。

有趣的是,鸟类并不一定都是通过鸣叫发出声音的。撰写《物种起源》巨著的英国生物学家达尔文,在他著名的“小猎犬号”航程中,曾注意到侏儒鸟极为清脆高亢的叫声,其实并不是从鸟嘴里发出的,达尔文在自己的旅行日记中,曾提及自己无法理解侏儒鸟的发声原理。多年以后,才经过科学家们找出了它们发声的秘密:侏儒鸟翅膀羽毛末端有中空的管子,通过翅膀的拍动,管子之间彼此敲击,故而发出响亮的声音。

达尔文分别提过“天择”与“性择”的学说,动物利用声音吸引异性接近,即所谓的性择,但在性择上具优势者,则代表着很可能会遇上天择的考验。比如叫声越响亮的青蛙,就越容易遭到蝙蝠的察觉而被捕食!因此,“天择”与“性择”就像天秤的两端,动物难以兼顾,因此必定要付出一定的代价。

即使黑暗降临,也能辨认出路线

蝙蝠是如何在黑暗的环境中侦测猎物,及飞行的呢?这是另一个值得我们探讨的问题。意大利生物学家Lazarro Spallanzani在1793年进行了一次实验,将蝙蝠置于教堂内,阻隔所有的外来光线,发现蝙蝠仍能在一片漆黑中畅快飞翔,并且不受墙壁或任何障碍物之间的影响。瑞士学者Louis Jurine于1798年进一步发表研究,他将蝙蝠的耳朵塞住后放飞,很快就发现此时的蝙蝠,很容易因为失去方向感,而撞上室内的障碍物或墙壁,故而推论出蝙蝠在黑暗中辨认方向的关键,可能就是靠得听觉。直到1930年,美国动物学家Donald R. Griffin通过超高速摄影及超音波侦测仪器,记录到蝙蝠飞行时,会发出的人耳无法识别的超声波来进行“回声定位”,并因此解开蝙蝠在黑暗的环境中,分辨方向的谜题。

不仅如此,蝙蝠也会在猎物逐渐接近时,发出越来越频繁的声波,来定位猎物的方位。而猫头鹰则是另一个能精准定位狩猎目标的例子,它们的听觉构造相当特殊,一高一低不对称的耳朵,可以用来感受不同的声压与时间差,以准确定位猎物的所在之处。

只不过遭到锁定的“猎物”们,不见得都会乖乖就范!它们也可能借助自己的听觉系统,来躲避被捕食的命运。如夜蛾科昆虫的灯蛾,更被观察出他们会用反制声波来对抗蝙蝠,即所谓的“定距干扰”。除了反制干扰外,动物面对生命威胁时,也有许多相对的因应措施。东非的黑长尾猴(Chlorocebuspygerythrus)在发现来自不同场域的不同动物对其造成威胁时,会发出不同的声音,以做出正确的防范或反击手段。而这些不同的声音,类似人类语言的概念,即用一个声音来代表一个物体或现象,而这也可能是语言学家探索语言起源的渠道之一。

操纵生与灭的噪音

我们知道,人为的噪音会对环境造成不良的影响。从物理角度上看,噪音是频率、强弱变化上不规律的声波,绝大部分噪音是随机波,会产生令人生理或心理上感到不适的感受;而对于动物来说,更普遍的是行为上的改变。在水中,骨鳔鱼在长时间噪音影响下,会改变其听觉阈值;而潜艇所使用的声纳声压极高,并因此为鲸豚类的鱼带来结构性损害的案例,屡见不鲜,甚至直接造成死亡。两栖类的青蛙受到的噪音的影响越大,其叫声也就会越高,因此这让代谢率不断提升,消耗掉更多繁衍后代的珍贵资源,如、比如精子的减少。而空中飞行的鸟类,也有机会遭到噪音的袭扰,不但会导致鸟类孵化成功率的下降,并且育巢成功率也会跟着降低。

而噪音危害如此之大的原因,是噪音在动物体内,一直对其产生的化学反应所致。当动物的听觉细胞,不断遭遇噪音刺激后,很可能因过氧化作用而形成自由基及活性氧物质,使细胞内分子结构异常,继而造成生理上的损害。不过,人类也能够利用噪音来降低对自然界动物们的危害,如在核电厂进水口附近的鱼类,可通过在水下播放的噪音装置进行驱离,减少鱼群在进水口因撞击而造成的死伤。

动物们通过这些声音,展现出它们与众不同的生活状态,而我们身为动物界的一分子,则从听见不同的声音,感受到这个世界的生命的浩瀚及美妙。所以让这些独特的声音继续下去,是我们必须珍视的重大责任!