聲音的自然世界,動物都有著利用聲音求生的非凡方式

2020-12-06 小黑科學筆記

大家好,我是你們的好朋友小黑,喜歡我的文章的小夥伴,記得點讚加關注哦~今天小編帶你們了解動物的一種超級感官,動物界的順風耳。我們生活在一個充滿聲音的環境裡,通過聲音可以感受到自然界的許多信息,蝙蝠能夠收發超聲波早已不是什麼新鮮事兒了,但是蝙蝠選擇超聲波的理由竟然和吃飯有關,這是怎麼回事?大象的耳朵巨大可謂諸多動物之最,然而它們卻能夠聽到頻率極低的聲音,這又是怎麼回事?蜘蛛的耳朵長在腿上也就罷了,一隻蜘蛛竟然生有很多個耳朵。

原來在這個充滿生氣的地球上,比人耳還強的動物比比皆是。動物耳朵不僅比人清得更遠,聽到聲音的種類也更多。在它們聽來,這個世界又有哪些不同之處呢?仿生學家們通過研究形形色色的動物耳朵,又開發出了哪些造福人類的儀器?帶著好奇心跟小編一起走進動物的聽覺世界。不管周圍聽起來多麼安靜,我們都一直被聲音包圍著,這個說法是不是很奇怪。因為有很多聲音是聽不見的,聲音是怎麼產生的,聲音傳播的關鍵是震動。

當我們說話時,聲帶在震動;當彈奏吉他時,琴弦在來回振動。這些動作會引起空氣分子的振動,從而使聲波在空氣中被傳遞出去,當然我們說話或者彈吉他的聲音聽起來完全不同,那是因為不同的物體振動製造出的聲波形狀不同,也就是音色不同。有些音色波形是方波,還有一些則呈鋸齒狀,不同的音色通過波形完全可以分辨出來,除了音色之外,決定聲音的因素還有響度和音調。響度顧名思義就是聲音的大小,而音調則是指頻率的高低,女高音發出的是高頻率的音調,男低音的則是低頻率的音調。

音調越高聲波越短,音調越低聲波越長。人們就是根據這三個特徵來區分各種不同的聲音的,而動物雖然它們的耳朵千奇百怪,形狀各異,但是分辨聲音的原理跟人類相似。比如看門狗和捕鼠貓,即使在雜亂的環境中也能區別十幾米以外的各種微弱聲音,準確無誤地完成任務。原因很簡單,不同的人發出的聲音音調響度都有可能相同,感音色絕不會相同,就像人類的指紋一樣,每個人的音色生而不同,所以通過辨別音色就能分辨出誰在說話。

動物分辨聲音的能力就更加明顯了,即使在15米外的嘈雜複雜環境中,它們也能區別各種不同的聲音,尤其是主人的呼叫。科學家們受次啟示設計出能夠識別聲紋的電子耳,例如我們手機的語音識別功能,還有配有聲聞電子鎖的保險箱,甚至是能夠探測糧食倉庫害蟲的電子耳。這種電子耳能識別害蟲爬動時發出的聲音,並發出警報。它的精度非常高,當每兩千克糧食裡有一隻害蟲在悄悄爬動時,電子耳就能聽到,這靈敏度是不是比順風耳更厲害呢!聽覺對於人類而言不僅僅是感知身邊的事物環境,還是人們語言交流溝通信息的重要方式。

陸遊詩曰,「夜闌臥聽風吹雨」,辛棄疾說,「聽取蛙聲一片」,李商隱則頗有意境的寫下,「留得枯荷聽雨聲」。這些千古絕唱或美妙悠遠或令人心曠神怡,但對於動物而言聲音可沒有這麼詩情畫意,聲音對它們來說事關生死。動物通過聲音來探測環境,尋找食物,躲避追捕。2004年12月26日,這天在席捲印度洋沿岸海嘯來臨前,許多動物似乎早早覺察到了異常,舉家逃往安全的地方。無獨有偶,在歷史上記載的海嘯、地震和火山爆發等事件中,也有類似情況。

動物們能死裡逃生可不是由於所謂的第六感,而是因為它們的聽覺或者某種感官更靈敏。人的聽覺範圍在20赫茲至二萬赫茲之間,高於兩萬赫茲的聲波是超聲波,人耳聽不見;低於20赫茲的聲波是次聲波,人耳也聽不見,但動物不然,貓和狗都能聽到超聲波,蝙蝠還能利用超聲波導航,追捕食物或避開危險物。所以幾千隻蝙蝠可以在沒有光的山洞裡飛行,而不會彼此撞倒。而大象能未卜先知提前感知到巨浪前進時產生的震動信號,是因為它們能夠升到幾十公裡以外的次聲。

這種隱秘的次聲頻道能解開自然界許多謎團,例如大象在進行遠距離遷移時就是靠次聲頻道找到水源的所在地,而這些人類都做不到。說完了陸地生物,我們再來看看海洋生物的聽覺系統。大約5000萬年前,地球上誕生了最古老最原始的鯨,巴基斯坦古鯨。它們的後代進入海洋,分化成兩大鯨類。一類是鬚鯨,如藍鯨和長鬚;鯨另一類是有齒鯨,如海豚和抹香鯨。鬚鯨在進化中適應了以低沉的聲音進行溝通交流,它們的耳蝸可以聽到三赫茲的的頻率,有齒鯨則向另一個方向演化,擁有了用高頻率回聲定位捕獵覓食的能力。

據說某些種類的海豚能夠聽到頻率高達15萬赫茲的聲音,海豚不但能聽到高頻的聲音,就連它們自己也被賦予聲波歌唱家的美號。我們常說海豚音是對那些音頻極高的歌聲的形容,但對於海豚本身而言高頻聲音是為了探測體形小巧,活動靈活的魚類所必需的,是生存的必備技能。為了填飽肚子而不斷進化著,鯨類的聽力雖然非常敏銳,你見過鯨魚的耳朵嗎?鯨魚其實沒有耳朵,它們也不需要耳朵。

原因是聲音在水裡傳播,很容易被身體完全接收,但聲音在空氣中傳播時則會被身體反射回來。因此陸地哺乳動物需要特殊結構的外耳幫助聲音導入內耳,而對於海豚來說聲音不是導入腦袋一側的小孔內,大部分聲音是直接進入下頜,然後直達內耳。它們的整個下頜一直都在聽聲辨音。好了,今天的內容就到這了, 喜歡我的文章可以點讚加關注,我們明天再見。

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