動物的行為——回聲定位

2021-01-19 少兒科普讀物

藉助於由體內的聲吶系統建立的「聲音圖像」,龐大的抹香鯨在大洋深處的永久黑暗中巡遊和覓食。


鯨、鼠海豚、海豚、蝙蝠、溝齒鼠(一種形似老鼠的大型哺乳動物),甚至還有一些鳥類,都會通過自己聲音的回聲來探測周圍的物體。它們通過喉嚨或鼻腔發出聲音脈衝,並聆聽反射回來的聲波。如果它們的聲音被反射回來,那麼聲波一定遇到了某個物體。這些動物通過在發聲的同時晃動腦袋來判斷物體的質地、大小和確切位置。



當這頭大抹香鯨潛入水中時,它會用自己巨大的鼻子,每秒鐘發出20聲~80聲「嘀嗒」聲。然後利用返回的回聲建立起周圍環境的聲吶圖像。


在布滿泥沙的水裡,亞馬孫河豚依靠回聲定位來捕食魚類。它頭上那大大的圓頂,稱為瓜頭,可以聚焦河豚發出的聲波信號,並且能夠膨脹和收縮來改變焦點,從而幫助它追蹤逃散的魚群。


當山蝠在自己的領地邊界巡邏的時候,它會發出很大的叫聲,同時左右搖頭,搜尋下面的蛾子或者其他昆蟲。發現一隻蛾子後,山蝠會以一種壯觀的俯衝姿勢徑直衝下去,並將自己的尾膜當做籃子,捕獲這只不幸的昆蟲。



河豚,尤其是那些生活在印度河和長江流域的河豚,在遊過河裡的泥沙、泥漿和汙染物的時候,常常不得不與極低的能見度作鬥爭。它們會發出尖銳的「嘀嗒」聲,然後通過回聲建立聲音圖像「看」到物體。它們通過提高聲音的頻率和發聲的速率來了解細節,或探測更小的物體。聲波在水中的傳播速度是它在空氣中傳播速率的4倍多,所以在探測同樣大小的物體時,海豚和齒鯨使用的聲音頻率要比蝙蝠的頻率高。


開闊的海洋裡,寬吻海豚比那些生活在淡水中的親戚們更清楚地看到周圍的環境。但是它認為發現回聲定位是「看」遠距離的物體和分辨細節的便利方式。寬吻海豚常常結群捕魚。群體中的兩隻海豚把一群魚趕在一起,就像牛仔圈牛一樣;另外兩隻海豚吃這些魚;其餘的海豚在遠處遊動,等著輪到自己吃魚。海豚通過回聲定位把魚群驅趕到一起,並捕食最美味的魚。


威德爾海豹也會利用回聲定位來導航和捕食。它是所有哺乳動物中棲息地最靠南的,它生活在南極大陸周圍冰封的海水中。在冬天,這裡的海面上都覆蓋著冰層。在這幾個月裡,威德爾海豹依靠冰層下封住的小團空氣,或者在流動的冰面上掘開一些小洞進行呼吸,從而生存下來。它通過發出高分貝的尖叫聲並聆聽回聲,在黑暗的水中捕食魚類。




其他靠回聲來定位的動物,像水獺和古巴溝齒鼠,利用「聲音圖像」在黑暗中「看」到物體。南美的油鴟和燕窩可食用的金絲燕,都棲息在黑暗的洞穴系統的深處。在尋找鳥巢或者洞穴的入口時,為了不撞到巖石的牆壁和懸掛的鐘乳石,它們會發出一連串的叫聲,在我們聽來就像有人發出噓聲一樣,然後它們通過聆聽回聲為自己導航。 


油鴟從鳥巢附近漆黑的洞穴通道驟然下落時,會使用回聲定位法避免自己撞到突兀的巖石上。和蝙蝠一樣,這種鳥也能通過聆聽自己的回聲在黑暗中「看」到物體。



大多數蝙蝠會通過發出一連串尖銳的叫聲來進行回聲定位,叫聲遇到障礙物後會反射回來。許多蝙蝠的聲帶與骨頭(而不是軟骨)相連,從而發出非常強勁有力的聲音。然而,褐色大耳蝠卻不用這樣,因為它們可以像私語一般輕輕發出叫聲,並利用靈敏的耳朵探測到微弱的回聲。馬蹄蝠通過自己形狀奇特的鼻子發出聲音,有點像打噴嚏。它的喉嚨延伸到了鼻腔,發聲時,鼻腔中的一塊叫做鼻葉的皮膚皺褶會將聲音集中起來。

如果蝙蝠發出的聲波碰到一隻正在遠去的昆蟲,回聲的音調就會降低;如果聲波是從一隻正向它飛來的昆蟲身上反射回來,回聲的音調就會升高。


象鼻魚能產生一串持續的電流脈衝,並將這種電流脈衝用作自己的電流「回聲」定位系統。脈衝遇到附近的障礙物就會反彈回來,被象鼻魚的感覺器官探測到,感覺器官與大腦相連,從而幫助象鼻魚在尼羅河黑暗的水域中巡遊並避開捕食者。


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  • 所有蝙蝠都曾有回聲定位能力
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