據(jù)《自然》雜志報道，科學(xué)家在黃山發(fā)現(xiàn)一種非常特別的青蛙，它們之間的溝通交流靠的是發(fā)出一種別的動物聽不到的超聲波，這是首次發(fā)現(xiàn)哺乳動物以外的動物能夠用超聲波來相互交流。科學(xué)家認(rèn)為這是一種新的獨立進(jìn)化的例子。 通過對這種青蛙耳朵特殊結(jié)構(gòu)的研究，有助于發(fā)明一種新的技術(shù)幫助人們在有許多背景噪聲的環(huán)境中聽到想聽的聲音。
發(fā)現(xiàn)
黃山青蛙發(fā)生奇特進(jìn)化，能夠制造并能聽到超聲波
黃山的這種青蛙為什么會出現(xiàn)通過超聲波交流的奇怪現(xiàn)象？這是因為它們生活在特別的環(huán)境中，比如在聲音很大的瀑布中和急流中，這些聲音能壓過叫聲的青蛙的聲音。在這種情況下，青蛙慢慢地發(fā)生了進(jìn)化，它們不再完全靠普通的叫聲來傳達(dá)信息，而是轉(zhuǎn)變成用超聲波來進(jìn)行交流，這是一種聰明的方法，也是一種讓科學(xué)家感到驚奇的進(jìn)化。據(jù)美國伊利諾斯大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家艾伯特·馮教授說：“這種現(xiàn)象顯示出了一個新的獨立進(jìn)化的例子，在巨大的背景噪聲環(huán)境中，這種青蛙就發(fā)生了特別的進(jìn)化?！?BR> 這種青蛙叫凹耳急流蛙，它們生活在覆蓋著森林的山區(qū)，也就是黃山的溫泉區(qū)，它們大部分時間是在靠近急流的水域生活的，那里的水通常很靜也很淺，但當(dāng)下雨后，河水會有數(shù)英尺深，沖擊著河中的大石頭發(fā)出巨大的聲音，加上瀑布聲音，小小青蛙發(fā)出的聲音幾乎就聽不見了。馮教授說：“如果這些青蛙想進(jìn)行交流的話，它們有兩個選擇，一個選擇就是發(fā)出非常大的鳴叫，另一個選擇就是轉(zhuǎn)變聲音的頻率，使之與背景噪聲區(qū)別開來?！钡牵谝粋€選擇顯然對它們不利，首先發(fā)出超高的鳴叫就必須持續(xù)很長一段時間，這會消耗許多能量，而且也很難持續(xù)很長時間，另外，這種叫聲無疑對它們的生命是一種危險，它們的天敵會更容易聽到它們的叫聲而將它們吃掉。所以，經(jīng)過長久的進(jìn)化后，它們能夠制造并聽到超聲波，而其他大部分的動物是聽不到這種聲音的。
調(diào)查
這種青蛙的耳朵與其他青蛙與眾不同，耳朵不是外凸而且凹陷進(jìn)去的
馮教授領(lǐng)導(dǎo)的美國研究小組是在2000年首次聽另一位美國的生物學(xué)家說過這件事，他就是康奈爾大學(xué)的克萊格·阿德勒。阿德勒是在的旅游勝地黃山發(fā)現(xiàn)這種特別的青蛙的。聽了這個消息，美國的科學(xué)家來到了離上海不遠(yuǎn)的安徽黃山。阿德勒說：“我注意到這種蛙的耳朵與眾不同，幾乎所有青蛙的耳朵都凸出來，它們是用耳朵聽聲音的，而黃山的這種青蛙耳朵卻凹陷了進(jìn)去，我當(dāng)時就想，它們一定有著特別的交流系統(tǒng)，但當(dāng)時我們并不知道它們是用超聲波來相互傳遞信息的。”
當(dāng)年，馮教授領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組到那里進(jìn)行調(diào)查研究，這種被稱為凹耳急流蛙的青蛙并不是不發(fā)聲，只是它們的聲音不像普通的蛙類聲音，而是像小鳥一樣。兩年以后，馮教授和他的同事們用寬波段錄音設(shè)備對這種青蛙的聲音進(jìn)行了錄音，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們還能夠發(fā)出一種超聲波，這種聲音的振動超出了人類能夠聽到的范圍。它們發(fā)出的超聲波能夠穿透嘈雜的環(huán)境讓同類聽到，但潛在的天敵卻聽不見它們的這種叫聲，這還是首次發(fā)現(xiàn)哺乳動物以外的動物能夠用超聲波來相互交流。
實驗
研究人員播放超聲波時，凹耳急流蛙顯示出強烈反應(yīng)
為了檢測凹耳急流蛙的聽力，馮教授和同事們?nèi)ツ甑街袊狞S山地區(qū)進(jìn)行考察，他隨身攜帶著一種特別的設(shè)備，能夠回放聽得見的聲音和人類聽不見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，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)播放錄音時，無論是聽得見的聲音還是聽不見的聲音，其中的5只雄性凹耳蛙比不放聲音時發(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回應(yīng)一種特別的超聲波錄音重放。馮教授說：“雄性蛙不僅對超聲波做出回應(yīng)，而且還靠近我們的擴(kuò)音器，好像面對著一個發(fā)出聲音的青蛙?！?BR> 在第二個實驗中，研究人員對青蛙的聽力進(jìn)行了測試。他們主要測試一只雄性青蛙在播放錄音時的大腦活動，當(dāng)播放超聲波錄音時，它顯示出強烈的反應(yīng)，但當(dāng)它的耳朵被用黏土塞住時，它對錄音就沒有什么反應(yīng)了，顯然是聽不到聲音。馮教授說：“這證實，這種青蛙是用耳朵聽的，而不是聲音直接穿越頭骨刺激神經(jīng)。”馮教授補充說：“顯然，有一些凹耳急流蛙具有用超聲波進(jìn)行交流的能力，其實它們都擁有這種能力，只是由于一些原因，有些青蛙做出了反應(yīng)，有些則沒有做出反應(yīng)，但我們相信所有的雄性凹耳急流蛙都有用超聲波進(jìn)行交流的能力。”
研究人員得出結(jié)論說，這種青蛙的超聲波聽力可以用特殊進(jìn)化來解釋。當(dāng)一只凹耳急流蛙要想引起另一只凹耳急流蛙的注意時，就必須讓自己的叫聲蓋過其他的競爭者和背景噪聲，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方聽到，而且還比發(fā)出更大的聲音節(jié)省能量。
對于大部分的兩棲類動物、爬行類動物和鳥類來說，它們能夠聽到的頻率上限是12千赫，而凹耳急流蛙能夠發(fā)出128千赫頻率的聲音，這也大大超過了人類的聽力上限20千赫。幾乎沒有別的動物能夠聽到它們發(fā)出的聲音，那它們之間為什么能夠互相聽到呢？
研究
凹耳急流蛙超聲波聽力的秘密在于它們奇特的耳朵結(jié)構(gòu)。
大部分的蛙類耳膜非常厚，而且是靠近皮膚表面，而凹耳急流蛙則有著極超薄的耳膜，超聲波能夠很容易地引起這種耳膜發(fā)生振動。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傳到內(nèi)耳中。這種結(jié)構(gòu)有點像立體聲音響的高音擴(kuò)音器，有利于更好地收聽超高頻聲音。
至于凹耳急流蛙是否像蝙蝠和海豚一樣使用超聲波回聲定位法確定行動路線，科學(xué)家還不得而知。不過，這種青蛙能夠在黑暗中找到細(xì)小的樹枝棲息在上面，而且還能夠準(zhǔn)確地找到研究人員10分鐘前安裝揚聲器的地方。馮教授說：“這種能力是非凡的，因為那個地方漆黑一團(tuán)，不論它們是通過回聲定位法、嗅覺還是大腦里有一張地圖，它們的能力都是令人難以置信的。
“大自然有著神奇的進(jìn)化機制，讓各種動物有自己獨有的方法在極為不利的環(huán)境中進(jìn)行交流，其中有一種方法就是變換聲音的頻率，使之區(qū)別于背景噪聲，蝙蝠、鯨魚和海豚等哺乳動物能夠做到這一點，它們用超聲波進(jìn)行交流，從來就沒有人認(rèn)為青蛙有這種能力，但在黃山的發(fā)現(xiàn)證明了它們也具備這種特殊能力，這還是首次發(fā)現(xiàn)非哺乳動物具備這種能力?！?BR> 科學(xué)家聲稱，通過對這種青蛙耳朵特殊結(jié)構(gòu)的研究，科學(xué)家總有一天會發(fā)明一種新的技術(shù)幫助人們在有許多背景噪聲的環(huán)境中聽到想聽的聲音。美國科學(xué)家詹姆斯·帕蒂博士說：“研究人員通過對大自然中動物的交流來了解更多的聽力知識。我們對凹耳急流蛙非凡的聽覺結(jié)構(gòu)了解得越多，我們就越能夠理解人類的聽力，而且能夠使我們發(fā)明一種新的方法治療聽力損失問題?！?BR>
發(fā)現(xiàn)
黃山青蛙發(fā)生奇特進(jìn)化，能夠制造并能聽到超聲波
黃山的這種青蛙為什么會出現(xiàn)通過超聲波交流的奇怪現(xiàn)象？這是因為它們生活在特別的環(huán)境中，比如在聲音很大的瀑布中和急流中，這些聲音能壓過叫聲的青蛙的聲音。在這種情況下，青蛙慢慢地發(fā)生了進(jìn)化，它們不再完全靠普通的叫聲來傳達(dá)信息，而是轉(zhuǎn)變成用超聲波來進(jìn)行交流，這是一種聰明的方法，也是一種讓科學(xué)家感到驚奇的進(jìn)化。據(jù)美國伊利諾斯大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家艾伯特·馮教授說：“這種現(xiàn)象顯示出了一個新的獨立進(jìn)化的例子，在巨大的背景噪聲環(huán)境中，這種青蛙就發(fā)生了特別的進(jìn)化?！?BR> 這種青蛙叫凹耳急流蛙，它們生活在覆蓋著森林的山區(qū)，也就是黃山的溫泉區(qū)，它們大部分時間是在靠近急流的水域生活的，那里的水通常很靜也很淺，但當(dāng)下雨后，河水會有數(shù)英尺深，沖擊著河中的大石頭發(fā)出巨大的聲音，加上瀑布聲音，小小青蛙發(fā)出的聲音幾乎就聽不見了。馮教授說：“如果這些青蛙想進(jìn)行交流的話，它們有兩個選擇，一個選擇就是發(fā)出非常大的鳴叫，另一個選擇就是轉(zhuǎn)變聲音的頻率，使之與背景噪聲區(qū)別開來?！钡牵谝粋€選擇顯然對它們不利，首先發(fā)出超高的鳴叫就必須持續(xù)很長一段時間，這會消耗許多能量，而且也很難持續(xù)很長時間，另外，這種叫聲無疑對它們的生命是一種危險，它們的天敵會更容易聽到它們的叫聲而將它們吃掉。所以，經(jīng)過長久的進(jìn)化后，它們能夠制造并聽到超聲波，而其他大部分的動物是聽不到這種聲音的。
調(diào)查
這種青蛙的耳朵與其他青蛙與眾不同，耳朵不是外凸而且凹陷進(jìn)去的
馮教授領(lǐng)導(dǎo)的美國研究小組是在2000年首次聽另一位美國的生物學(xué)家說過這件事，他就是康奈爾大學(xué)的克萊格·阿德勒。阿德勒是在的旅游勝地黃山發(fā)現(xiàn)這種特別的青蛙的。聽了這個消息，美國的科學(xué)家來到了離上海不遠(yuǎn)的安徽黃山。阿德勒說：“我注意到這種蛙的耳朵與眾不同，幾乎所有青蛙的耳朵都凸出來，它們是用耳朵聽聲音的，而黃山的這種青蛙耳朵卻凹陷了進(jìn)去，我當(dāng)時就想，它們一定有著特別的交流系統(tǒng)，但當(dāng)時我們并不知道它們是用超聲波來相互傳遞信息的。”
當(dāng)年，馮教授領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組到那里進(jìn)行調(diào)查研究，這種被稱為凹耳急流蛙的青蛙并不是不發(fā)聲，只是它們的聲音不像普通的蛙類聲音，而是像小鳥一樣。兩年以后，馮教授和他的同事們用寬波段錄音設(shè)備對這種青蛙的聲音進(jìn)行了錄音，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們還能夠發(fā)出一種超聲波，這種聲音的振動超出了人類能夠聽到的范圍。它們發(fā)出的超聲波能夠穿透嘈雜的環(huán)境讓同類聽到，但潛在的天敵卻聽不見它們的這種叫聲，這還是首次發(fā)現(xiàn)哺乳動物以外的動物能夠用超聲波來相互交流。
實驗
研究人員播放超聲波時，凹耳急流蛙顯示出強烈反應(yīng)
為了檢測凹耳急流蛙的聽力，馮教授和同事們?nèi)ツ甑街袊狞S山地區(qū)進(jìn)行考察，他隨身攜帶著一種特別的設(shè)備，能夠回放聽得見的聲音和人類聽不見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，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)播放錄音時，無論是聽得見的聲音還是聽不見的聲音，其中的5只雄性凹耳蛙比不放聲音時發(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回應(yīng)一種特別的超聲波錄音重放。馮教授說：“雄性蛙不僅對超聲波做出回應(yīng)，而且還靠近我們的擴(kuò)音器，好像面對著一個發(fā)出聲音的青蛙?！?BR> 在第二個實驗中，研究人員對青蛙的聽力進(jìn)行了測試。他們主要測試一只雄性青蛙在播放錄音時的大腦活動，當(dāng)播放超聲波錄音時，它顯示出強烈的反應(yīng)，但當(dāng)它的耳朵被用黏土塞住時，它對錄音就沒有什么反應(yīng)了，顯然是聽不到聲音。馮教授說：“這證實，這種青蛙是用耳朵聽的，而不是聲音直接穿越頭骨刺激神經(jīng)。”馮教授補充說：“顯然，有一些凹耳急流蛙具有用超聲波進(jìn)行交流的能力，其實它們都擁有這種能力，只是由于一些原因，有些青蛙做出了反應(yīng)，有些則沒有做出反應(yīng)，但我們相信所有的雄性凹耳急流蛙都有用超聲波進(jìn)行交流的能力。”
研究人員得出結(jié)論說，這種青蛙的超聲波聽力可以用特殊進(jìn)化來解釋。當(dāng)一只凹耳急流蛙要想引起另一只凹耳急流蛙的注意時，就必須讓自己的叫聲蓋過其他的競爭者和背景噪聲，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方聽到，而且還比發(fā)出更大的聲音節(jié)省能量。
對于大部分的兩棲類動物、爬行類動物和鳥類來說，它們能夠聽到的頻率上限是12千赫，而凹耳急流蛙能夠發(fā)出128千赫頻率的聲音，這也大大超過了人類的聽力上限20千赫。幾乎沒有別的動物能夠聽到它們發(fā)出的聲音，那它們之間為什么能夠互相聽到呢？
研究
凹耳急流蛙超聲波聽力的秘密在于它們奇特的耳朵結(jié)構(gòu)。
大部分的蛙類耳膜非常厚，而且是靠近皮膚表面，而凹耳急流蛙則有著極超薄的耳膜，超聲波能夠很容易地引起這種耳膜發(fā)生振動。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傳到內(nèi)耳中。這種結(jié)構(gòu)有點像立體聲音響的高音擴(kuò)音器，有利于更好地收聽超高頻聲音。
至于凹耳急流蛙是否像蝙蝠和海豚一樣使用超聲波回聲定位法確定行動路線，科學(xué)家還不得而知。不過，這種青蛙能夠在黑暗中找到細(xì)小的樹枝棲息在上面，而且還能夠準(zhǔn)確地找到研究人員10分鐘前安裝揚聲器的地方。馮教授說：“這種能力是非凡的，因為那個地方漆黑一團(tuán)，不論它們是通過回聲定位法、嗅覺還是大腦里有一張地圖，它們的能力都是令人難以置信的。
“大自然有著神奇的進(jìn)化機制，讓各種動物有自己獨有的方法在極為不利的環(huán)境中進(jìn)行交流，其中有一種方法就是變換聲音的頻率，使之區(qū)別于背景噪聲，蝙蝠、鯨魚和海豚等哺乳動物能夠做到這一點，它們用超聲波進(jìn)行交流，從來就沒有人認(rèn)為青蛙有這種能力，但在黃山的發(fā)現(xiàn)證明了它們也具備這種特殊能力，這還是首次發(fā)現(xiàn)非哺乳動物具備這種能力?！?BR> 科學(xué)家聲稱，通過對這種青蛙耳朵特殊結(jié)構(gòu)的研究，科學(xué)家總有一天會發(fā)明一種新的技術(shù)幫助人們在有許多背景噪聲的環(huán)境中聽到想聽的聲音。美國科學(xué)家詹姆斯·帕蒂博士說：“研究人員通過對大自然中動物的交流來了解更多的聽力知識。我們對凹耳急流蛙非凡的聽覺結(jié)構(gòu)了解得越多，我們就越能夠理解人類的聽力，而且能夠使我們發(fā)明一種新的方法治療聽力損失問題?！?BR>