论文部分内容阅读
很多动物都可以发出特定的声音进行交流，我们每天也都能听到各种动物在“说话”。不过，由于人耳结构的原因，我们只能听到频率在20赫兹-2万赫兹之间的声音。对于频率大于2万赫兹的声音，我们是听不到的，所以，虽然有很多动物在我们面前表现得非常安静，但实际上这些动物却一直在喋喋不休，只是我们无法感受到它们的喧嚣而已。它们就是那些能够发出超声波的动物。
众所周知，海豚和蝙蝠能够通过超声波进行定位和寻找食物。不过，随着对动物的研究越来越深入，科学家发现很多动物都能发出超声波，其作用也是千差万别。
超声波求偶
科学家发现，老鼠并不总是谨小慎微、蹑手蹑脚，它们常常会放声歌唱。当一只雄性老鼠遇到潜在的交配对象时，它会发出一系列复杂的鸣叫声，雌性老鼠会通过辨别它们的音质挑选出最优秀的配偶。遗憾的是，雄鼠这种超声波叫声的频率超出了人类的听力范围，所以人们以及很多以老鼠为食的肉食动物都无法偷听到老鼠的情歌。这对老鼠来说实在是太重要了，因为雄鼠可以在心仪的雌鼠面前尽情地展现自己的歌喉，而不必担心被捕食者发现，这有利于老鼠选择最优秀的基因遗传给后代。此外，老鼠在被同类打败、发现捕食者或受伤时也会发出超声波。幼鼠遇到困境时会发出频率更高的超声波，寻求成年老鼠的帮助，如将它们带回到洞穴。
超声波青蛙
据《自然》杂志报道，科学家在中国黄山发现一种非常特别的青蛙，它们之间的沟通交流靠的是一种其他动物听不到的超声波。这种青蛙生活在覆盖着森林的山区，它们大部分时间是在靠近急流的水域生活，那里的水冲击着河中的大石头发出巨大的声音，加上瀑布的声音，导致这些小青蛙发出的声音几乎听不见了。如果这些青蛙想进行交流的话，它们有两个选择，一个选择是发出非常大的叫声，另一个就是转变声音的频率，使之与周围的噪声区别开来。不过，第一个选择显然对它们不利，发出超大声的鸣叫势必会额外消耗它们很多能量，而且也很难持续很长时间。另外，这种叫声无疑也暴露了自己，使它们的天敌更容易根据它们的叫声找到它们的藏身之地。于是，在这种情况下，青蛙慢慢发生了进化，它们不再依靠普通的叫声传达信息，而是转变成用超声波进行交流。同时，它们的耳朵也逐渐由凸出来变成凹陷进去，这样就缩短了耳朵到鼓膜的距离，更适合接收超声波。经过长久的进化，它们可以发出超过12万赫兹的超声波，这种声音能够穿透嘈杂的环境让同类听到，但它们的天敌却听不到这种叫声。
科学家还在美洲热带地区发现了可以探测到超声波的青蛙。这些超声波都是它们的天敌蝙蝠发出的。这些青蛙接收到这些超声波后可以将它们吸收，使其不会被反射回去，导致蝙蝠无法发现自己，从而让自己躲过了被捕食的命运。不过，科学家还不确定这种青蛙自身能否发出超声波。
昆虫也有超声波
每当夜幕降临在热带雨林的时候，各种昆虫就不约而同地开始歌唱，就像是在举办一场交响乐。其中，蝈蝈家族中的一种纺织娘当仁不让地成为乐团的男高音。这种雄性的纺织娘能发出13万赫兹的高频声波，这也是所有已知昆虫发出的频率最高的超声。我们知道，很多昆虫都是靠翅膀摩擦发声的，纺织娘也不例外，但这么高频的声音，如何依靠翅膀间的摩擦来产生呢？
为了探究它们的发声之谜，加拿大多伦多大学的研究人员从哥伦比亚的热带雨林收集了这种纺织娘，用电子显微镜观察它们的翅膀。研究人员发现，当它们的翅膀互相摩擦时，一只翅膀上的锯齿状结构会嵌入另一只翅膀上的钉子状突起中，从而使翅膀产生很大的形变，然后它会猛地弹回，这种高速度使其发出了高频的超声波。这和把橡皮筋用力拉长再松开是一个道理。这种方式既产生了超声波，又不需要额外耗费纺织娘的肌肉能量，可谓是一种精巧无比的发声方式。
飞蛾中有一类虎蛾可以感知到天敌蝙蝠的超声波，并且还能发出超声波与蝙蝠进行交流。当虎蛾收到蝙蝠发来的信息时，就会用胸部的一对鼓膜发出超声波，警告蝙蝠说：“我是有毒的，我的味道非常不好，你不要吃我。”于是，蝙蝠就会改变捕食目标。而且，还有一些无毒的飞蛾也会去模仿这些虎蛾发出的超声波，以此保护自己。研究发现蝙蝠确实会被这种假信息欺骗。
优质的报警信号
加拿大动物学教授詹姆斯·海尔研究发现，北美大草原上有一种特殊的松鼠，当它们发现受到威胁时会发出超声波提醒同伴，这种超声波的频率可以达到5万赫兹，远远超出了人类和其它肉食动物的听觉范围，但这种声音的强度却非常高，平均能达到66.8分贝，相当于人类的大声交谈。所以这些松鼠可以在不被捕食者察觉的情况下及时将信息传递给同伴并逃离危险区域。
最近，科学家又在灵长类动物中发现了这样的报警机制。研究人员发现菲律宾眼镜猴在群体中彼此传递着一种秘密的语言，提醒同伴小心捕食者。这种声音最低频率也超过了6万赫兹，比陆地上老鼠和蝙蝠发出的音调高得多。研究人员表示用超声波报警具有方向性强和不易被捕食者发现的双重优点，所以这对于眼镜猴保护自己是非常有利的。
随着科研仪器的进步和对各种动物研究的深入，科学家将会发现越来越多的超声波动物，我们也将更好地了解这个超出我们听力范围的超声世界的嘈杂。
众所周知，海豚和蝙蝠能够通过超声波进行定位和寻找食物。不过，随着对动物的研究越来越深入，科学家发现很多动物都能发出超声波，其作用也是千差万别。
超声波求偶
科学家发现，老鼠并不总是谨小慎微、蹑手蹑脚，它们常常会放声歌唱。当一只雄性老鼠遇到潜在的交配对象时，它会发出一系列复杂的鸣叫声，雌性老鼠会通过辨别它们的音质挑选出最优秀的配偶。遗憾的是，雄鼠这种超声波叫声的频率超出了人类的听力范围，所以人们以及很多以老鼠为食的肉食动物都无法偷听到老鼠的情歌。这对老鼠来说实在是太重要了，因为雄鼠可以在心仪的雌鼠面前尽情地展现自己的歌喉，而不必担心被捕食者发现，这有利于老鼠选择最优秀的基因遗传给后代。此外，老鼠在被同类打败、发现捕食者或受伤时也会发出超声波。幼鼠遇到困境时会发出频率更高的超声波，寻求成年老鼠的帮助，如将它们带回到洞穴。
超声波青蛙
据《自然》杂志报道，科学家在中国黄山发现一种非常特别的青蛙，它们之间的沟通交流靠的是一种其他动物听不到的超声波。这种青蛙生活在覆盖着森林的山区，它们大部分时间是在靠近急流的水域生活，那里的水冲击着河中的大石头发出巨大的声音，加上瀑布的声音，导致这些小青蛙发出的声音几乎听不见了。如果这些青蛙想进行交流的话，它们有两个选择，一个选择是发出非常大的叫声，另一个就是转变声音的频率，使之与周围的噪声区别开来。不过，第一个选择显然对它们不利，发出超大声的鸣叫势必会额外消耗它们很多能量，而且也很难持续很长时间。另外，这种叫声无疑也暴露了自己，使它们的天敌更容易根据它们的叫声找到它们的藏身之地。于是，在这种情况下，青蛙慢慢发生了进化，它们不再依靠普通的叫声传达信息，而是转变成用超声波进行交流。同时，它们的耳朵也逐渐由凸出来变成凹陷进去，这样就缩短了耳朵到鼓膜的距离，更适合接收超声波。经过长久的进化，它们可以发出超过12万赫兹的超声波，这种声音能够穿透嘈杂的环境让同类听到，但它们的天敌却听不到这种叫声。
科学家还在美洲热带地区发现了可以探测到超声波的青蛙。这些超声波都是它们的天敌蝙蝠发出的。这些青蛙接收到这些超声波后可以将它们吸收，使其不会被反射回去，导致蝙蝠无法发现自己，从而让自己躲过了被捕食的命运。不过，科学家还不确定这种青蛙自身能否发出超声波。
昆虫也有超声波
每当夜幕降临在热带雨林的时候，各种昆虫就不约而同地开始歌唱，就像是在举办一场交响乐。其中，蝈蝈家族中的一种纺织娘当仁不让地成为乐团的男高音。这种雄性的纺织娘能发出13万赫兹的高频声波，这也是所有已知昆虫发出的频率最高的超声。我们知道，很多昆虫都是靠翅膀摩擦发声的，纺织娘也不例外，但这么高频的声音，如何依靠翅膀间的摩擦来产生呢？
为了探究它们的发声之谜，加拿大多伦多大学的研究人员从哥伦比亚的热带雨林收集了这种纺织娘，用电子显微镜观察它们的翅膀。研究人员发现，当它们的翅膀互相摩擦时，一只翅膀上的锯齿状结构会嵌入另一只翅膀上的钉子状突起中，从而使翅膀产生很大的形变，然后它会猛地弹回，这种高速度使其发出了高频的超声波。这和把橡皮筋用力拉长再松开是一个道理。这种方式既产生了超声波，又不需要额外耗费纺织娘的肌肉能量，可谓是一种精巧无比的发声方式。
飞蛾中有一类虎蛾可以感知到天敌蝙蝠的超声波，并且还能发出超声波与蝙蝠进行交流。当虎蛾收到蝙蝠发来的信息时，就会用胸部的一对鼓膜发出超声波，警告蝙蝠说：“我是有毒的，我的味道非常不好，你不要吃我。”于是，蝙蝠就会改变捕食目标。而且，还有一些无毒的飞蛾也会去模仿这些虎蛾发出的超声波，以此保护自己。研究发现蝙蝠确实会被这种假信息欺骗。
优质的报警信号
加拿大动物学教授詹姆斯·海尔研究发现，北美大草原上有一种特殊的松鼠，当它们发现受到威胁时会发出超声波提醒同伴，这种超声波的频率可以达到5万赫兹，远远超出了人类和其它肉食动物的听觉范围，但这种声音的强度却非常高，平均能达到66.8分贝，相当于人类的大声交谈。所以这些松鼠可以在不被捕食者察觉的情况下及时将信息传递给同伴并逃离危险区域。
最近，科学家又在灵长类动物中发现了这样的报警机制。研究人员发现菲律宾眼镜猴在群体中彼此传递着一种秘密的语言，提醒同伴小心捕食者。这种声音最低频率也超过了6万赫兹，比陆地上老鼠和蝙蝠发出的音调高得多。研究人员表示用超声波报警具有方向性强和不易被捕食者发现的双重优点，所以这对于眼镜猴保护自己是非常有利的。
随着科研仪器的进步和对各种动物研究的深入，科学家将会发现越来越多的超声波动物，我们也将更好地了解这个超出我们听力范围的超声世界的嘈杂。