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文檔簡(jiǎn)介
八仙過(guò)海,各“聽(tīng)”其能納秒級(jí)的時(shí)差,比人類快了幾萬(wàn)倍,同時(shí)它的大腦也采用了一種在生物界非常獨(dú)特的“解碼方式”。5鯨豚類回歸水中成異能哺乳類祖先好容易演化完成的偉大聽(tīng)覺(jué)器官,卻被一些后代輕易扔掉了,它們就是鯨類。鯨類重新進(jìn)入水中,懸在空氣中的錘骨、砧骨和鐙骨不好使了,于是,鯨類放棄了陸地上的耳朵,重新采用了魚(yú)類祖先的聽(tīng)音方式。鯨沒(méi)有外耳道,水中的振動(dòng)通過(guò)密度很高的、殼狀的頭骨結(jié)構(gòu)傳到內(nèi)耳中。4300萬(wàn)年前的雷明頓鯨和原鯨在水中的聽(tīng)力比更原始的巴基鯨好,同時(shí)可以聽(tīng)見(jiàn)空氣中的聲音,但樣樣稀松。到了40萬(wàn)年前的龍王鯨已經(jīng)完全適應(yīng)了水下聽(tīng)音的需要。現(xiàn)在,以海豚為代表的齒鯨能夠發(fā)出超聲波,能夠形成精確的聲納影像;而以藍(lán)鯨為代表的須鯨可以發(fā)出次聲波,可以在數(shù)百千米的范圍內(nèi)進(jìn)行交流,都趕上無(wú)線電發(fā)燒友了。耳朵的故事在鯨豚類這里畫(huà)了一個(gè)圈,我們能夠聽(tīng)到的是演化的偉大。龍王鯨的聽(tīng)力完全適應(yīng)了水下生活?!靖戒洝縿?dòng)物能夠聽(tīng)到的聲音頻率范圍(單位:赫茲)人類64-23000狗67-45000馬55-33500綿羊100-30000兔子360-42000家鼠1000-91000蝙蝠2000-110000象16-12000鼠海豚75-150000金魚(yú)20-3000金槍魚(yú)50-1100牛蛙100-3000貓頭鷹200-12000雞125-2000鱷50-1500蜥蜴500-4000蛇200-300新知專題采寫(xiě)本報(bào)記者劉錚本專題感謝:羅哲西(美國(guó)匹茲堡市的卡內(nèi)基自然史博物館館長(zhǎng))袁崇禧(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院博士)
哺乳類、魚(yú)類、兩爬類、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)是如何感知聲音的
雞鳴鶴唳、蟲(chóng)嚶鳥(niǎo)啼、馬嘶獅吼,自然界很多動(dòng)物都能發(fā)出聲音,我們自然會(huì)推測(cè),這些動(dòng)物都能聽(tīng)見(jiàn)聲音。那么,動(dòng)物的“耳朵”有什么異同之處呢?哪種動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)最厲害呢?下面就讓我們一起探索動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)的奇妙世界。
和鐙骨相連,通過(guò)鐙骨把鼓膜的振動(dòng)傳到內(nèi)耳。爬行動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)并不突出,但也有一些喜歡遠(yuǎn)距離通訊的種類,比如雄性鱷魚(yú)會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的次聲波,可以在水中傳出數(shù)千米遠(yuǎn),簡(jiǎn)直是一門會(huì)游泳的低音炮。有些種類的爬行動(dòng)物具有一種叫“第二鐙骨”的軟骨,鼓膜的振動(dòng)先傳到第二鐙骨,再通過(guò)第二鐙骨傳到鐙骨,再傳到內(nèi)耳。爬行動(dòng)物還可以通過(guò)方骨(下頜的一部分)來(lái)感知地面震動(dòng)。3鳥(niǎo)類會(huì)鳴叫不等于聽(tīng)力好鳥(niǎo)類是地球上除人類外最會(huì)叫喚的生物,但它們的聽(tīng)力并不太好。鳥(niǎo)類被稱為“美化了的爬行動(dòng)物”。它的聽(tīng)覺(jué)并不比爬行類有本質(zhì)的進(jìn)步。鳥(niǎo)類只有一根骨頭充當(dāng)鼓膜和耳蝸的橋梁。對(duì)于多數(shù)鳥(niǎo)來(lái)說(shuō)這個(gè)橋梁是柱骨,也有少數(shù)鳥(niǎo)擁有鐙骨。不過(guò)鳥(niǎo)類不愧是爬行動(dòng)物后代中強(qiáng)悍的一支,它們?cè)诼?tīng)力方面發(fā)展出不少“奇技淫巧”。貓頭鷹的聽(tīng)力范圍也就達(dá)到一般人的水平而已,但它的聲音定位能力超強(qiáng),這使它能夠在夜間通過(guò)聲音判斷獵物的方向。它是如何做到這一點(diǎn)的呢?原來(lái),貓頭鷹的頭骨是不對(duì)稱的,右耳孔高,左耳孔低,這樣它不但能判斷聲音的水平方向,還能判斷聲音的垂直高低。這也使貓頭鷹成為排在比目魚(yú)之后的自然界又一類“畸形”動(dòng)物。油鴟可以通過(guò)回聲定位在夜間飛行,但它的聽(tīng)力即使在鳥(niǎo)類當(dāng)中,也算是很“土”的了。它聽(tīng)不見(jiàn)超聲波,所以它用來(lái)進(jìn)行回聲定位的聲音,人耳也能聽(tīng)到。為了達(dá)到精確定位的目的,它一秒鐘能發(fā)出250個(gè)爆發(fā)音,靠分析這些爆發(fā)音回來(lái)的時(shí)間來(lái)判斷前方的障礙物。這個(gè)“快嘴”倒是和蝙蝠相當(dāng)。油鴟可以通過(guò)回聲定位在夜間飛行。貓頭鷹的頭骨是不對(duì)稱的。4昆蟲(chóng)沒(méi)有耳朵也能聽(tīng)聲音生物學(xué)意義上的“耳朵”只存在于脊椎動(dòng)物身上,但是很多無(wú)脊椎動(dòng)物都有探測(cè)聲音的能力。昆蟲(chóng)可以用不同的器官探測(cè)聲音,其中常見(jiàn)的是一塊簡(jiǎn)單地附著在外骨骼上的鼓膜。昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官不一定長(zhǎng)在腦袋上,它可能長(zhǎng)在千奇百怪的地方??茖W(xué)家們?cè)?0個(gè)不同的地方發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官,比如天蛾嘴上的觸角、蝗蟲(chóng)的腿關(guān)節(jié)處、夜蛾的胸腹連接處等等。有些昆蟲(chóng)的鼓膜式聽(tīng)覺(jué)器官非常靈敏,甚至超過(guò)了多數(shù)哺乳動(dòng)物。我們都知道有些蛾子可以聽(tīng)到蝙蝠發(fā)出的超聲波,從而采取劇烈的機(jī)動(dòng)動(dòng)作讓蝙蝠失去目標(biāo)。捉過(guò)蟋蟀的人都知道通過(guò)蟋蟀的聲音找到它是多么不容易,但是這對(duì)于一種黃色的小蠅子并非難事。它會(huì)順著雄蟋蟀的聲音找到它,把卵產(chǎn)在雄蟋蟀身上。這種小蠅子在前腿根有著非常復(fù)雜的“耳朵”結(jié)構(gòu),具有非常準(zhǔn)確的聲音定位能力。因?yàn)樾∠壍纳眢w太小,所以很難通過(guò)兩耳聽(tīng)見(jiàn)聲音的時(shí)間差來(lái)定位,于是它采取了一種在生物界獨(dú)特的方法:它的兩個(gè)側(cè)鼓膜機(jī)械地連接在一起,可以探測(cè)1哺乳類
很多人的耳朵上有“達(dá)爾文突”。
自然界里聽(tīng)覺(jué)能力最強(qiáng)的是哺乳動(dòng)物。哺乳動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)超強(qiáng)的奧秘是因?yàn)樗鼈儞碛凶罹傻穆?tīng)覺(jué)器官。哺乳動(dòng)物的耳朵分外耳、中耳和內(nèi)耳三部分。外耳包括耳廓、耳道和鼓膜三部分。耳廓是哺乳動(dòng)物獨(dú)有的器官,用于聲音的收集,有10.4%的人的耳廓上有一個(gè)小疙瘩,叫做耳廓結(jié)節(jié),又叫“達(dá)爾文突”。達(dá)爾文認(rèn)為這個(gè)突起和長(zhǎng)耳朵的猴子的耳尖是同源的。這是人類和猴子有共同祖先的一個(gè)證據(jù)。耳道可以把聲音導(dǎo)入鼓膜,而鼓膜的振動(dòng)會(huì)傳到中耳。
中耳里有三塊小骨頭錘骨、砧骨和鐙骨,它們是人體上最小的骨頭。鼓膜的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)錘骨,錘骨驅(qū)動(dòng)砧骨,通過(guò)杠桿作用,振動(dòng)的輻度被加大,而砧骨驅(qū)動(dòng)鐙骨,把能量傳到內(nèi)耳中。這三塊小骨頭也是哺乳動(dòng)物獨(dú)有的。
內(nèi)耳是所有脊椎動(dòng)物都有的器官,它是充滿液體的空腔,在液體中有感覺(jué)上皮,上面探出很多毛狀細(xì)胞。當(dāng)聲音的能量使毛狀細(xì)胞彎曲,它們會(huì)釋放化學(xué)物質(zhì),激發(fā)神經(jīng)信號(hào),經(jīng)過(guò)大腦處理動(dòng)物就聽(tīng)到了聲音。
和鐙骨相連,通過(guò)鐙骨把鼓膜的振動(dòng)傳到內(nèi)耳。爬行動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)并不突出,但也有一些喜歡遠(yuǎn)距離通訊的種類,比如雄性鱷魚(yú)會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的次聲波,可以在水中傳出數(shù)千米遠(yuǎn),簡(jiǎn)直是一門會(huì)游泳的低音炮。有些種類的爬行動(dòng)物具有一種叫“第二鐙骨”的軟骨,鼓膜的振動(dòng)先傳到第二鐙骨,再通過(guò)第二鐙骨傳到鐙骨,再傳到內(nèi)耳。爬行動(dòng)物還可以通過(guò)方骨(下頜的一部分)來(lái)感知地面震動(dòng)。3鳥(niǎo)類會(huì)鳴叫不等于聽(tīng)力好鳥(niǎo)類是地球上除人類外最會(huì)叫喚的生物,但它們的聽(tīng)力并不太好。鳥(niǎo)類被稱為“美化了的爬行動(dòng)物”。它的聽(tīng)覺(jué)并不比爬行類有本質(zhì)的進(jìn)步。鳥(niǎo)類只有一根骨頭充當(dāng)鼓膜和耳蝸的橋梁。對(duì)于多數(shù)鳥(niǎo)來(lái)說(shuō)這個(gè)橋梁是柱骨,也有少數(shù)鳥(niǎo)擁有鐙骨。不過(guò)鳥(niǎo)類不愧是爬行動(dòng)物后代中強(qiáng)悍的一支,它們?cè)诼?tīng)力方面發(fā)展出不少“奇技淫巧”。貓頭鷹的聽(tīng)力范圍也就達(dá)到一般人的水平而已,但它的聲音定位能力超強(qiáng),這使它能夠在夜間通過(guò)聲音判斷獵物的方向。它是如何做到這一點(diǎn)的呢?原來(lái),貓頭鷹的頭骨是不對(duì)稱的,右耳孔高,左耳孔低,這樣它不但能判斷聲音的水平方向,還能判斷聲音的垂直高低。這也使貓頭鷹成為排在比目魚(yú)之后的自然界又一類“畸形”動(dòng)物。油鴟可以通過(guò)回聲定位在夜間飛行,但它的聽(tīng)力即使在鳥(niǎo)類當(dāng)中,也算是很“土”的了。它聽(tīng)不見(jiàn)超聲波,所以它用來(lái)進(jìn)行回聲定位的聲音,人耳也能聽(tīng)到。為了達(dá)到精確定位的目的,它一秒鐘能發(fā)出250個(gè)爆發(fā)音,靠分析這些爆發(fā)音回來(lái)的時(shí)間來(lái)判斷前方的障礙物。這個(gè)“快嘴”倒是和蝙蝠相當(dāng)。油鴟可以通過(guò)回聲定位在夜間飛行。貓頭鷹的頭骨是不對(duì)稱的。4昆蟲(chóng)沒(méi)有耳朵也能聽(tīng)聲音生物學(xué)意義上的“耳朵”只存在于脊椎動(dòng)物身上,但是很多無(wú)脊椎動(dòng)物都有探測(cè)聲音的能力。昆蟲(chóng)可以用不同的器官探測(cè)聲音,其中常見(jiàn)的是一塊簡(jiǎn)單地附著在外骨骼上的鼓膜。昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官不一定長(zhǎng)在腦袋上,它可能長(zhǎng)在千奇百怪的地方??茖W(xué)家們?cè)?0個(gè)不同的地方發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官,比如天蛾嘴上的觸角、蝗蟲(chóng)的腿關(guān)節(jié)處、夜蛾的胸腹連接處等等。有些昆蟲(chóng)的鼓膜式聽(tīng)覺(jué)器官非常靈敏,甚至超過(guò)了多數(shù)哺乳動(dòng)物。我們都知道有些蛾子可以聽(tīng)到蝙蝠發(fā)出的超聲波,從而采取劇烈的機(jī)動(dòng)動(dòng)作讓蝙蝠失去目標(biāo)。捉過(guò)蟋蟀的人都知道通過(guò)蟋蟀的聲音找到它是多么不容易,但是這對(duì)于一種黃色的小蠅子并非難事。它會(huì)順著雄蟋蟀的聲音找到它,把卵產(chǎn)在雄蟋蟀身上。這種小蠅子在前腿根有著非常復(fù)雜的“耳朵”結(jié)構(gòu),具有非常準(zhǔn)確的聲音定位能力。因?yàn)樾∠壍纳眢w太小,所以很難通過(guò)兩耳聽(tīng)見(jiàn)聲音的時(shí)間差來(lái)定位,于是它采取了一種在生物界獨(dú)特的方法:它的兩個(gè)側(cè)鼓膜機(jī)械地連接在一起,可以探測(cè)超聲波,次聲波
自然界里聽(tīng)覺(jué)能力最強(qiáng)的是哺乳動(dòng)物??纯锤鞣N動(dòng)物能聽(tīng)到的聲音頻率范圍就可以知道,魚(yú)類和兩棲類很遜,聽(tīng)力最強(qiáng)的鳥(niǎo)類貓頭鷹的聽(tīng)力范圍也只有200-12000赫茲,比人類的水平差得很遠(yuǎn)。不過(guò)人類在哺乳類里面也不算突出,奶牛都能聽(tīng)到“超聲波”,人就聽(tīng)不到。說(shuō)起來(lái),“超聲波”是個(gè)很奇怪的概念,它只表示人耳聽(tīng)不到的聲音。但在很多動(dòng)物聽(tīng)來(lái),“超聲波”只是普通的聲音而已。鼠海豚能聽(tīng)到150000赫茲的聲音。它們甚至可以用這樣的聲音成像。人耳聽(tīng)不到的低頻聲音叫“次聲波”,大象可以聽(tīng)到16赫茲的次聲波。
魚(yú)類在水中生活,這里聲音是水的振動(dòng),聲音可以直接通過(guò)魚(yú)類頜骨上的軟組織傳到內(nèi)耳中。和鐙骨相連,通過(guò)鐙骨把鼓膜的振動(dòng)傳到內(nèi)耳。爬行動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)并不突出,但也有一些喜歡遠(yuǎn)距離通訊的種類,比如雄性鱷魚(yú)會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的次聲波,可以在水中傳出數(shù)千米遠(yuǎn),簡(jiǎn)直是一門會(huì)游泳的低音炮。有些種類的爬行動(dòng)物具有一種叫“第二鐙骨”的軟骨,鼓膜的振動(dòng)先傳到第二鐙骨,再通過(guò)第二鐙骨傳到鐙骨,再傳到內(nèi)耳。爬行動(dòng)物還可以通過(guò)方骨(下頜的一部分)來(lái)感知地面震動(dòng)。3鳥(niǎo)類會(huì)鳴叫不等于聽(tīng)力好鳥(niǎo)類是地球上除人類外最會(huì)叫喚的生物,但它們的聽(tīng)力并不太好。鳥(niǎo)類被稱為“美化了的爬行動(dòng)物”。它的聽(tīng)覺(jué)并不比爬行類有本質(zhì)的進(jìn)步。鳥(niǎo)類只有一根骨頭充當(dāng)鼓膜和耳蝸的橋梁。對(duì)于多數(shù)鳥(niǎo)來(lái)說(shuō)這個(gè)橋梁是柱骨,也有少數(shù)鳥(niǎo)擁有鐙骨。不過(guò)鳥(niǎo)類不愧是爬行動(dòng)物后代中強(qiáng)悍的一支,它們?cè)诼?tīng)力方面發(fā)展出不少“奇技淫巧”。貓頭鷹的聽(tīng)力范圍也就達(dá)到一般人的水平而已,但它的聲音定位能力超強(qiáng),這使它能夠在夜間通過(guò)聲音判斷獵物的方向。它是如何做到這一點(diǎn)的呢?原來(lái),貓頭鷹的頭骨是不對(duì)稱的,右耳孔高,左耳孔低,這樣它不但能判斷聲音的水平方向,還能判斷聲音的垂直高低。這也使貓頭鷹成為排在比目魚(yú)之后的自然界又一類“畸形”動(dòng)物。油鴟可以通過(guò)回聲定位在夜間飛行,但它的聽(tīng)力即使在鳥(niǎo)類當(dāng)中,也算是很“土”的了。它聽(tīng)不見(jiàn)超聲波,所以它用來(lái)進(jìn)行回聲定位的聲音,人耳也能聽(tīng)到。為了達(dá)到精確定位的目的,它一秒鐘能發(fā)出250個(gè)爆發(fā)音,靠分析這些爆發(fā)音回來(lái)的時(shí)間來(lái)判斷前方的障礙物。這個(gè)“快嘴”倒是和蝙蝠相當(dāng)。油鴟可以通過(guò)回聲定位在夜間飛行。貓頭鷹的頭骨是不對(duì)稱的。4昆蟲(chóng)沒(méi)有耳朵也能聽(tīng)聲音生物學(xué)意義上的“耳朵”只存在于脊椎動(dòng)物身上,但是很多無(wú)脊椎動(dòng)物都有探測(cè)聲音的能力。昆蟲(chóng)可以用不同的器官探測(cè)聲音,其中常見(jiàn)的是一塊簡(jiǎn)單地附著在外骨骼上的鼓膜。昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官不一定長(zhǎng)在腦袋上,它可能長(zhǎng)在千奇百怪的地方。科學(xué)家們?cè)?0個(gè)不同的地方發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官,比如天蛾嘴上的觸角、蝗蟲(chóng)的腿關(guān)節(jié)處、夜蛾的胸腹連接處等等。有些昆蟲(chóng)的鼓膜式聽(tīng)覺(jué)器官非常靈敏,甚至超過(guò)了多數(shù)哺乳動(dòng)物。我們都知道有些蛾子可以聽(tīng)到蝙蝠發(fā)出的超聲波,從而采取劇烈的機(jī)動(dòng)動(dòng)作讓蝙蝠失去目標(biāo)。捉過(guò)蟋蟀的人都知道通過(guò)蟋蟀的聲音找到它是多么不容易,但是這對(duì)于一種黃色的小蠅子并非難事。它會(huì)順著雄蟋蟀的聲音找到它,把卵產(chǎn)在雄蟋蟀身上。這種小蠅子在前腿根有著非常復(fù)雜的“耳朵”結(jié)構(gòu),具有非常準(zhǔn)確的聲音定位能力。因?yàn)樾∠壍纳眢w太小,所以很難通過(guò)兩耳聽(tīng)見(jiàn)聲音的時(shí)間差來(lái)定位,于是它采取了一種在生物界獨(dú)特的方法:它的兩個(gè)側(cè)鼓膜機(jī)械地連接在一起,可以探測(cè)
鳥(niǎo)類是地球上除人類外最會(huì)叫喚的生物,但它們的聽(tīng)力并不太好。鳥(niǎo)類只有一根骨頭充當(dāng)鼓膜和耳蝸的橋梁
貓頭鷹的的聲音定位能力超強(qiáng),這使它能夠在夜間通過(guò)聲音判斷獵物的方向。它是如何做到這一點(diǎn)的呢?原來(lái),貓頭鷹的頭骨是不對(duì)稱的,右耳孔高,左耳孔低,這樣它不但能判斷聲音的水平方向,還能判斷聲音的垂直高低。
納秒級(jí)的時(shí)差,比人類快了幾萬(wàn)倍,同時(shí)它的大腦也采用了一種在生物界非常獨(dú)特的“解碼方式”。5鯨豚類回歸水中成異能哺乳類祖先好容易演化完成的偉大聽(tīng)覺(jué)器官,卻被一些后代輕易扔掉了,它們就是鯨類。鯨類重新進(jìn)入水中,懸在空氣中的錘骨、砧骨和鐙骨不好使了,于是,鯨類放棄了陸地上的耳朵,重新采用了魚(yú)類祖先的聽(tīng)音方式。鯨沒(méi)有外耳道,水中的振動(dòng)通過(guò)密度很高的、殼狀的頭骨結(jié)構(gòu)傳到內(nèi)耳中。4300萬(wàn)年前的雷明頓鯨和原鯨在水中的聽(tīng)力比更原始的巴基鯨好,同時(shí)可以聽(tīng)見(jiàn)空氣中的聲音,但樣樣稀松。到了40萬(wàn)年前的龍王鯨已經(jīng)完全適應(yīng)了水下聽(tīng)音的需要?,F(xiàn)在,以海豚為代表的齒鯨能夠發(fā)出超聲波,能夠形成精確的聲納影像;而以藍(lán)鯨為代表的須鯨可以發(fā)出次聲波,可以在數(shù)百千米的范圍內(nèi)進(jìn)行交流,都趕上無(wú)線電發(fā)燒友了。耳朵的故事在鯨豚類這里畫(huà)了一個(gè)圈,我們能夠聽(tīng)到的是演化的偉大。龍王鯨的聽(tīng)力完全適應(yīng)了水下生活?!靖戒洝縿?dòng)物能夠聽(tīng)到的聲音頻率范圍(單位:赫茲)人類64-23000狗67-45000馬55-33500綿羊100-30000兔子360-42000家鼠1000-91000蝙蝠2000-110000象16-12000鼠海豚75-150000金魚(yú)20-3000金槍魚(yú)50-1100牛蛙100-3000貓頭鷹200-12000雞125-2000鱷50-1500蜥蜴500-4000蛇200-300新知專題采寫(xiě)本報(bào)記者劉錚本專題感謝:羅哲西(美國(guó)匹茲堡市的卡內(nèi)基自然史博物館館長(zhǎng))袁崇禧(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院博士)
油鴟可以通過(guò)回聲定位在夜間飛行。
4昆蟲(chóng)
沒(méi)有耳朵也能聽(tīng)聲音
生物學(xué)意義上的“耳朵”只存在于脊椎動(dòng)物身上,但是很多無(wú)脊椎動(dòng)物都有探測(cè)聲音的能力。昆蟲(chóng)可以用不同的器官探測(cè)聲音,其中常見(jiàn)的是一塊簡(jiǎn)單地附著在外骨骼上的鼓膜。昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官不一定長(zhǎng)在腦袋上,它可能長(zhǎng)在千奇百怪的地方??茖W(xué)家們?cè)?0個(gè)不同的地方發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)的聽(tīng)覺(jué)器官,比如天蛾嘴上的觸角、蝗蟲(chóng)的腿關(guān)節(jié)處、夜蛾的胸腹連接處等等。
有些昆蟲(chóng)的鼓膜式聽(tīng)覺(jué)器官非常靈敏,甚至超過(guò)了多數(shù)哺乳動(dòng)物。我們都知道有些蛾子可以聽(tīng)到蝙蝠發(fā)出的超聲波,從而采取劇烈的機(jī)動(dòng)動(dòng)作讓蝙蝠失去目標(biāo)。捉過(guò)蟋蟀的人都知道通過(guò)蟋蟀的聲音找到它是多么不容易,但是這對(duì)于一種黃色的小蠅子并非難事。它會(huì)順著雄蟋蟀的聲音找到它,把卵產(chǎn)在雄蟋蟀身上。這種小蠅子在前腿根有著非常復(fù)雜的“耳朵”結(jié)構(gòu),具有非常準(zhǔn)確的聲音定位能力。因?yàn)樾∠壍纳眢w太小,所以很難通過(guò)兩耳聽(tīng)見(jiàn)聲音的時(shí)間差來(lái)定位,于是它采取了一種在生物界獨(dú)特的方法:它的兩個(gè)側(cè)鼓膜機(jī)械地連接在一起,可以探測(cè)納秒級(jí)的時(shí)差,比人類快了幾萬(wàn)倍,同時(shí)它的大腦也采用了一種在生物界非常獨(dú)特的“解碼方式”。
5鯨豚類
回歸水中成異能
哺乳類祖先好容易演化完成的偉大聽(tīng)覺(jué)器官,卻被一些后代輕易扔掉了,它們就是鯨類。八仙過(guò)海,各“聽(tīng)”其能哺乳類、魚(yú)類、兩爬類、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)是如何感知聲音的新京報(bào)新知周刊與爬行動(dòng)物或者鳥(niǎo)類相比,人類的聽(tīng)力算是很好的了。圖CFP雞鳴鶴唳、蟲(chóng)嚶鳥(niǎo)啼、馬嘶獅吼,自然界很多動(dòng)物都能發(fā)出聲音,我們自然會(huì)推測(cè),這些動(dòng)物都能聽(tīng)見(jiàn)聲音。那么,動(dòng)物的“耳朵”有什么異同之處呢?哪種動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)最厲害呢?下面就讓我們一起探索動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)的奇妙世界。1哺乳類超聲波,次聲波自然界里聽(tīng)覺(jué)能力最強(qiáng)的是哺乳動(dòng)物??纯锤鞣N動(dòng)物能聽(tīng)到的聲音頻率范圍就可以知道,魚(yú)類和兩棲類很遜,聽(tīng)力最強(qiáng)的鳥(niǎo)類貓頭鷹的聽(tīng)力范圍也只有200-12000赫茲,比人類的水平差得很遠(yuǎn)。不過(guò)人類在哺乳類里面也不算突出,奶牛都能聽(tīng)到“超聲波”,人就聽(tīng)不到。說(shuō)起來(lái),“超聲波”是個(gè)很奇怪的概念,它只表示人耳聽(tīng)不到的聲音。但在很多動(dòng)物聽(tīng)來(lái),“超聲波”只是普通的聲音而已。鼠海豚能聽(tīng)到150000赫茲的聲音。它們甚至可以用這樣的聲音成像。人耳聽(tīng)不到的低頻聲音叫“次聲波”,大象可以聽(tīng)到16赫茲的次聲波。哺乳動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)超強(qiáng)的奧秘是因?yàn)樗鼈儞碛凶罹傻穆?tīng)覺(jué)器官。哺乳動(dòng)物的耳朵分外耳、中耳和內(nèi)耳三部分。外耳包括耳廓、耳道和鼓膜三部分。耳廓是哺乳動(dòng)物獨(dú)有的器官,用于聲音的收集,有10.4%的人的耳廓上有一個(gè)小疙瘩,叫做耳廓結(jié)節(jié),又叫“達(dá)爾文突”。達(dá)爾文認(rèn)為這個(gè)突起和長(zhǎng)耳朵的猴子的耳尖是同源的。這是人類和猴子有共同祖先的一個(gè)證據(jù)。耳道可以把聲音導(dǎo)入鼓膜,而鼓膜的振動(dòng)會(huì)傳到中耳。很多人的耳朵上有“達(dá)爾文突”。中耳里有三塊小骨頭錘骨、砧骨和鐙骨,它們是人體上最小的骨頭。鼓膜的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)錘骨,錘骨驅(qū)動(dòng)砧骨,通過(guò)杠桿作用,振動(dòng)的輻度被加大,而砧骨驅(qū)動(dòng)鐙骨,把能量傳到內(nèi)耳中。這三塊小骨頭也是哺乳動(dòng)物獨(dú)有的。內(nèi)耳是所有脊椎動(dòng)物都有的器官,它是充滿液體的空腔,在液體中有感覺(jué)上皮,上面探出很多毛狀細(xì)胞。當(dāng)聲音的能量使毛狀細(xì)胞彎曲,它們會(huì)釋放化學(xué)物質(zhì),激發(fā)神經(jīng)信號(hào),經(jīng)過(guò)大腦處理動(dòng)物就聽(tīng)到了聲音。2兩爬類雄鱷有門“低音炮”魚(yú)類在水中生活,這里聲音是水的振動(dòng),特點(diǎn)是損耗低,強(qiáng)度大。所以,它們可以直接通過(guò)魚(yú)類頜骨上的軟組織傳到內(nèi)耳中。這種軟組織和水的密度類似,所以能傳遞水的振動(dòng)。魚(yú)類的側(cè)線也可以感知水的振動(dòng),也算是一種“聽(tīng)覺(jué)”吧。兩棲類登上陸地生活,所以需要面對(duì)在空氣中聽(tīng)音的問(wèn)題。它們一般通過(guò)外露的鼓膜收集空氣的振動(dòng)。這種振動(dòng)通過(guò)懸在空氣中的一根柱骨(Columellae)傳到充滿液體的內(nèi)耳中。一些兩棲類可以用前腿的骨頭把聲音傳到內(nèi)耳中。爬行動(dòng)物的鼓膜鯨類重新進(jìn)入水中,懸在空氣中的錘骨、砧骨和鐙骨不好使了,于是,鯨類放棄了陸地上的耳朵,重新采用了魚(yú)類祖先的聽(tīng)音方式。鯨沒(méi)有外耳道,水中的振動(dòng)通過(guò)密度很高的、殼狀的頭骨結(jié)構(gòu)傳到內(nèi)耳中。4300萬(wàn)年前的雷明頓鯨和原鯨在水中的聽(tīng)力比更原始的巴基鯨好,同時(shí)可以聽(tīng)見(jiàn)空氣中的聲音,但樣樣稀松。到了40萬(wàn)年前的龍王鯨已經(jīng)完全適應(yīng)了水下聽(tīng)音的需要?,F(xiàn)在,以海豚為代表的齒鯨能夠發(fā)出超聲波,能夠形成精確的聲納影像;而以藍(lán)鯨為代表的須鯨可以發(fā)出次聲波,可以在數(shù)百千米的范圍內(nèi)進(jìn)行交流,都趕上無(wú)線電發(fā)燒友了。耳朵的故事在鯨豚類這里畫(huà)了一個(gè)圈,我們能夠聽(tīng)到的是演化的偉大。
八仙過(guò)海,各“聽(tīng)”其能哺乳類、魚(yú)類、兩爬類、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)是如何感知聲音的新京報(bào)新知周刊與爬行動(dòng)物或者鳥(niǎo)類相比,人類的聽(tīng)力算是很好的了。圖CFP雞鳴鶴唳、蟲(chóng)嚶鳥(niǎo)啼、馬嘶獅吼,自然界很多動(dòng)物都能發(fā)出聲音,我們自然會(huì)推測(cè),這些動(dòng)物都能聽(tīng)見(jiàn)聲音。那么,動(dòng)物的“耳朵”有什么異同之處呢?哪種動(dòng)物的聽(tīng)覺(jué)最厲害呢?下面就讓我們一起探索動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)的奇妙世界。1哺乳類超聲波,次聲波自然界里聽(tīng)覺(jué)能力最強(qiáng)的是哺乳動(dòng)物??纯锤鞣N動(dòng)物能聽(tīng)到的聲音頻率范圍就可以知道,魚(yú)類和兩棲類很遜,聽(tīng)力最強(qiáng)的鳥(niǎo)類貓頭鷹的聽(tīng)力范圍也只有200-12000赫茲,比人類的水平差得很遠(yuǎn)。不過(guò)人類在哺乳類里面也不算突出,奶牛都能聽(tīng)到“超聲波”,人就聽(tīng)不到。說(shuō)起來(lái),“超聲波”是個(gè)很奇怪的概念,它只表示人耳聽(tīng)不到的聲音。但在很多動(dòng)物聽(tīng)來(lái),“超聲波”只是普通的聲音而已。鼠海豚能聽(tīng)到150000赫茲的聲音。它們甚至可以用這樣的聲音成像。人耳聽(tīng)不到的低頻聲音叫“次聲波”,大象可以聽(tīng)到16赫茲的次聲波。哺乳動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)超強(qiáng)的奧秘是因?yàn)樗鼈儞碛凶罹傻穆?tīng)覺(jué)器官。哺乳動(dòng)物的耳朵分外耳、中耳和內(nèi)耳三部分。外耳包括耳廓、耳道和鼓膜三部分。耳廓是哺乳動(dòng)物獨(dú)有的器官,用于聲音的收集,有10.4%的人的耳廓上有一個(gè)小疙瘩,叫做耳廓結(jié)節(jié),又叫“達(dá)爾文突”。達(dá)爾文認(rèn)為這個(gè)突起和長(zhǎng)耳朵的猴子的耳尖是同源的。這是人類和猴子有共同祖先的一個(gè)證據(jù)。耳道可以把聲音導(dǎo)入鼓膜,而鼓膜的振動(dòng)會(huì)傳到中耳。很多人的耳朵上有“達(dá)爾文突”。中耳里有三塊小骨頭錘骨、砧骨和鐙骨,它們是人體上最小的骨頭。鼓膜的振動(dòng)驅(qū)動(dòng)錘骨,錘骨驅(qū)動(dòng)砧骨,通過(guò)杠桿作用,振動(dòng)的輻度被加大,而砧骨驅(qū)動(dòng)鐙骨,把能量傳到內(nèi)耳中。這三塊小骨頭也是哺乳動(dòng)物獨(dú)有的。內(nèi)耳是所有脊椎動(dòng)物都有的器官,它是充滿液體的空腔,在液體中有感覺(jué)上皮,上面探出很多毛狀細(xì)胞。當(dāng)聲音的能量使毛狀細(xì)胞彎曲,它們會(huì)釋放化學(xué)物質(zhì),激發(fā)神經(jīng)信號(hào),經(jīng)過(guò)大腦處理動(dòng)物就聽(tīng)到了聲音。2兩爬類雄鱷有門“低音炮”魚(yú)類在水中生活,這里聲音是水的振動(dòng),特點(diǎn)是損耗低,強(qiáng)度大。所以,它們可以直接通過(guò)魚(yú)類頜骨上的軟組織傳到內(nèi)耳中。這種軟組織和水的密度類似,所以能傳遞水的振動(dòng)。魚(yú)類的側(cè)線也可以感知水的振動(dòng),也算是一種“聽(tīng)覺(jué)”吧。兩棲類登上陸地生活,所以需要面對(duì)在空氣中聽(tīng)音的問(wèn)題。它們一般通過(guò)外露的鼓膜收集空氣的振動(dòng)。這種振動(dòng)通過(guò)懸在空氣中的一根柱骨(Columellae)傳到充滿液體的內(nèi)耳中。一些兩棲類可以用前腿的骨頭把聲音傳到內(nèi)耳中。爬行動(dòng)物的鼓膜
龍王鯨的聽(tīng)力完全適應(yīng)了水下生活。
納秒級(jí)的時(shí)差,比人類快了幾萬(wàn)倍,同時(shí)它的大腦也采用了一種在生物界非常獨(dú)特的“解碼方式”。5鯨豚類回歸水中成異能哺乳類祖先好容易演化完成的偉大聽(tīng)覺(jué)器官,卻被一些后代輕易扔掉了,它們就是鯨類。鯨類重新進(jìn)入水中,懸在空氣中的錘骨、砧骨和鐙骨不好使了,于是,鯨類放棄了陸地上的耳朵,重新采用了魚(yú)類祖先的聽(tīng)音方式。鯨沒(méi)有外耳道,水中的振動(dòng)通過(guò)密度很高的、殼狀的頭骨結(jié)構(gòu)傳到內(nèi)耳中。4300萬(wàn)年前的雷明頓鯨和原鯨在水中的聽(tīng)力比更原始的巴基鯨好,同時(shí)可以聽(tīng)見(jiàn)空氣中的聲音,但樣樣稀松。到了40萬(wàn)年前的龍王鯨已經(jīng)完全適應(yīng)了水下聽(tīng)音的需要?,F(xiàn)在,以海豚為代表的齒鯨能夠發(fā)出超聲波,能夠形成精確的聲納影像;而以藍(lán)鯨為代表的須鯨可以發(fā)出次聲波,可以在數(shù)百千米的范圍內(nèi)進(jìn)行交流,都趕上無(wú)線電發(fā)燒友了。耳朵的故事在鯨豚類這里畫(huà)了一個(gè)圈,我們能夠聽(tīng)到的是演化的偉
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