 凹耳胡蛙用超聲波互相交流 美國(guó)科學(xué)家最近在婆羅洲島發(fā)現(xiàn)了一種奇特的青蛙，這種名為凹耳胡蛙(Huia cavitympanum)的青蛙可以通過(guò)超聲波來(lái)互相交流。這一新發(fā)現(xiàn)對(duì)于治療人類聽(tīng)力障礙具有重要的啟發(fā)意義。 超頻率音響的頻率一般都超過(guò)20千赫。這種頻率已超出了人類所能夠聽(tīng)到的聲音頻率上限，而且也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大多數(shù)兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物和鳥(niǎo)類等動(dòng)物所能夠聽(tīng)到或發(fā)出的5到8千赫聲音頻率。然而，青蛙能夠聽(tīng)到的聲音頻率最高達(dá)38千赫，這是兩棲動(dòng)物能夠聽(tīng)到的最高頻率。全球5000多個(gè)青蛙種屬中，大多數(shù)青蛙位于頭部的耳膜都是平整的。然而，凹耳胡蛙的耳膜卻是凹陷于頭骨之中，這一點(diǎn)類似于哺乳動(dòng)物。研究人員認(rèn)為，凹耳胡蛙可能進(jìn)化了這種高頻超聲系統(tǒng)，成為在嘈雜的棲息地進(jìn)行明確通訊的一種方法。它們的耳膜之所以凹進(jìn)去，是為了更好地保護(hù)耳膜不受小枝條或者其他物體的撕裂。同時(shí)也讓連接耳膜和耳朵處理聲音的部分更短更輕，從而更容易將超聲波振動(dòng)傳到內(nèi)耳中。這種結(jié)構(gòu)有點(diǎn)像立體聲音響的高音擴(kuò)音器，有利于更好地收聽(tīng)超高頻聲音。 美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校著名生理學(xué)教授彼德·納倫斯與生態(tài)和進(jìn)化生物學(xué)研究生維多利亞·亞奇在凹耳胡蛙的棲息地對(duì)其進(jìn)行了深入的研究。他們發(fā)現(xiàn)，凹耳胡蛙不僅僅可以發(fā)出一些可以聽(tīng)得見(jiàn)的聲音，而且還可以發(fā)出超聲波。亞奇介紹說(shuō)，“你可以根據(jù)它們發(fā)聲袋的跳動(dòng)來(lái)判斷它們?cè)诎l(fā)聲。但是，你卻聽(tīng)不到任何聲音。當(dāng)你再檢查錄音設(shè)備時(shí)，就可以看到燈光閃爍，提示有聲音存在。青蛙利用超聲波發(fā)音，這在以前是從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的。”因此，科學(xué)家認(rèn)為，在嘈雜的溪流中，青蛙正是利用超聲波進(jìn)行相互交流的。當(dāng)然它們也會(huì)發(fā)出人類能夠聽(tīng)到的聲音進(jìn)行交流。當(dāng)一只凹耳胡蛙要想引起另一只凹耳胡蛙的注意時(shí)，就必須讓自己的叫聲蓋過(guò)其他的競(jìng)爭(zhēng)者和背景噪聲，所以迫使它發(fā)出更高頻率的聲音，這不僅保證自己的聲音能被對(duì)方聽(tīng)到，而且還比發(fā)出更大的聲音更節(jié)省能量。 亞奇介紹說(shuō)，“我們的假設(shè)是，這些青蛙使用高頻率的聲音進(jìn)行交流，是為了避免急速水流發(fā)出的聲音打斷它們。但是，高頻率的聲音不能遠(yuǎn)距離傳播。因此，它們還必須同時(shí)用低頻和高頻聲音與較遠(yuǎn)處的其他青蛙進(jìn)行交流。青蛙們正是通過(guò)這種發(fā)聲方式來(lái)吸引異性、相互交流以及建立領(lǐng)地。”這項(xiàng)研究將有助于改進(jìn)人類助聽(tīng)器的性能，從而解決人類的聽(tīng)力障礙問(wèn)題。研究人員得出結(jié)論說(shuō)，這種青蛙的超聲波聽(tīng)力可以用特殊進(jìn)化來(lái)解釋。納倫斯介紹說(shuō)，目前大多數(shù)的助聽(tīng)器僅僅是把聲音放大，其中當(dāng)然也就包括了很多不必要的背景噪音。這項(xiàng)研究還可能為開(kāi)發(fā)更好的助聽(tīng)器提供依據(jù)。 為了檢測(cè)凹耳胡蛙的聽(tīng)力，研究人員們隨身攜帶著一種特別的設(shè)備，能夠回放聽(tīng)得見(jiàn)的聲音和人類聽(tīng)不見(jiàn)的超聲波范圍的各種聲音。研究人員把錄制的雌性蛙的聲音放給8只雄性蛙聽(tīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)播放錄音時(shí)，無(wú)論是聽(tīng)得見(jiàn)的聲音還是聽(tīng)不見(jiàn)的聲音，其中的5只雄性凹耳胡蛙比不放聲音時(shí)發(fā)出了更多的回應(yīng)。其中還有一只雄蛙發(fā)出了18聲連珠炮一樣的叫聲來(lái)回應(yīng)一種特別的超聲波錄音重放。研究人員說(shuō)：“雄性蛙不僅對(duì)超聲波做出回應(yīng)，而且還靠近我們的擴(kuò)音器，好像面對(duì)著一個(gè)發(fā)出聲音的青蛙。”在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究人員對(duì)青蛙的聽(tīng)力進(jìn)行了測(cè)試。他們主要測(cè)試一只雄性青蛙在播放錄音時(shí)的大腦活動(dòng)，當(dāng)播放超聲波錄音時(shí)，它顯示出強(qiáng)烈的反應(yīng)，但當(dāng)它的耳朵被黏土塞住時(shí)，它對(duì)錄音就沒(méi)有什么反應(yīng)了，顯然是聽(tīng)不到聲音。 研究人員們表示，通過(guò)對(duì)這種青蛙耳朵特殊結(jié)構(gòu)的研究，科學(xué)家總有一天會(huì)發(fā)明一種新的技術(shù)幫助人們?cè)谟性S多背景噪聲的環(huán)境中聽(tīng)到想聽(tīng)的聲音。美國(guó)科學(xué)家詹姆斯·帕蒂博士說(shuō)：“研究人員通過(guò)對(duì)大自然中動(dòng)物的交流來(lái)了解更多的聽(tīng)力知識(shí)。我們對(duì)凹耳胡蛙非凡的聽(tīng)覺(jué)結(jié)構(gòu)了解得越多，我們就越能夠理解人類的聽(tīng)力，而且能夠使我們發(fā)明一種新的方法治療聽(tīng)力損失問(wèn)題。” (責(zé)任編輯：Doctor001) |
