據(jù)《自然》雜志報(bào)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(dòng)物聽(tīng)不到的超聲波，這是首次發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物以外的動(dòng)物能夠用超聲波來(lái)相互交流?？茖W(xué)家認(rèn)為這是一種新的獨(dú)立進(jìn)化的例子。 通過(guò)對(duì)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?cè)谟性S多背景噪聲的環(huán)境中聽(tīng)到想聽(tīng)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(tīng)到超聲波
黃山的這種青蛙為什么會(huì)出現(xiàn)通過(guò)超聲波交流的奇怪現(xiàn)象？這是因?yàn)樗鼈兩钤谔貏e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(guò)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(lái)傳達(dá)信息，而是轉(zhuǎn)變成用超聲波來(lái)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(guó)伊利諾斯大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家艾伯特·馮教授說(shuō)：“這種現(xiàn)象顯示出了一個(gè)新的獨(dú)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(shí)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(huì)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(tīng)不見(jiàn)了。馮教授說(shuō)：“如果這些青蛙想進(jìn)行交流的話，它們有兩個(gè)選擇，一個(gè)選擇就是發(fā)出非常大的鳴叫，另一個(gè)選擇就是轉(zhuǎn)變聲音的頻率，使之與背景噪聲區(qū)別開(kāi)來(lái)?！钡?，第一個(gè)選擇顯然對(duì)它們不利，首先發(fā)出超高的鳴叫就必須持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，這會(huì)消耗許多能量，而且也很難持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，另外，這種叫聲無(wú)疑對(duì)它們的生命是一種危險(xiǎn)，它們的天敵會(huì)更容易聽(tīng)到它們的叫聲而將它們吃掉。所以，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的進(jìn)化后，它們能夠制造并聽(tīng)到超聲波，而其他大部分的動(dòng)物是聽(tīng)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(guó)研究小組是在2000年首次聽(tīng)另一位美國(guó)的生物學(xué)家說(shuō)過(guò)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(tīng)了這個(gè)消息，美國(guó)的科學(xué)家來(lái)到了離上海不遠(yuǎn)的安徽黃山。阿德勒說(shuō)：“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(lái)，它們是用耳朵聽(tīng)聲音的，而黃山的這種青蛙耳朵卻凹陷了進(jìn)去，我當(dāng)時(shí)就想，它們一定有著特別的交流系統(tǒng)，但當(dāng)時(shí)我們并不知道它們是用超聲波來(lái)相互傳遞信息的?！?BR> 當(dāng)年，馮教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)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(niǎo)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(duì)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(dòng)超出了人類能夠聽(tīng)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(tīng)到，但潛在的天敵卻聽(tīng)不見(jiàn)它們的這種叫聲，這還是首次發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物以外的動(dòng)物能夠用超聲波來(lái)相互交流。
實(shí)驗(yàn)
研究人員播放超聲波時(shí)，凹耳急流蛙顯示出強(qiáng)烈反應(yīng)
為了檢測(cè)凹耳急流蛙的聽(tīng)力，馮教授和同事們?nèi)ツ甑街袊?guó)的黃山地區(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(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。馮教授說(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?！?BR> 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)它的耳朵被用黏土塞住時(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。馮教授說(shuō)：“這證實(shí)，這種青蛙是用耳朵聽(tīng)的，而不是聲音直接穿越頭骨刺激神經(jīng)?！瘪T教授補(bǔ)充說(shuō)：“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(shí)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(méi)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?！?BR> 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。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(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)出更大的聲音節(jié)省能量。
對(duì)于大部分的兩棲類動(dòng)物、爬行類動(dòng)物和鳥(niǎo)類來(lái)說(shuō)，它們能夠聽(tīng)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(guò)了人類的聽(tīng)力上限20千赫。幾乎沒(méi)有別的動(dòng)物能夠聽(tīng)到它們發(fā)出的聲音，那它們之間為什么能夠互相聽(tīng)到呢？
研究
凹耳急流蛙超聲波聽(tīng)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(dòng)。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。
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(dòng)路線，科學(xué)家還不得而知。不過(guò)，這種青蛙能夠在黑暗中找到細(xì)小的樹(shù)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(yáng)聲器的地方。馮教授說(shuō)：“這種能力是非凡的，因?yàn)槟莻€(gè)地方漆黑一團(tuán)，不論它們是通過(guò)回聲定位法、嗅覺(jué)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(jī)制，讓各種動(dòng)物有自己獨(dú)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(yú)和海豚等哺乳動(dòng)物能夠做到這一點(diǎn)，它們用超聲波進(jìn)行交流，從來(lái)就沒(méi)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(dòng)物具備這種能力。”
科學(xué)家聲稱，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)凹耳急流蛙非凡的聽(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。”
發(fā)現(xiàn)
黃山青蛙發(fā)生奇特進(jìn)化，能夠制造并能聽(tīng)到超聲波
黃山的這種青蛙為什么會(huì)出現(xiàn)通過(guò)超聲波交流的奇怪現(xiàn)象？這是因?yàn)樗鼈兩钤谔貏e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(guò)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(lái)傳達(dá)信息，而是轉(zhuǎn)變成用超聲波來(lái)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(guó)伊利諾斯大學(xué)的神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家艾伯特·馮教授說(shuō)：“這種現(xiàn)象顯示出了一個(gè)新的獨(dú)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(shí)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(huì)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(tīng)不見(jiàn)了。馮教授說(shuō)：“如果這些青蛙想進(jìn)行交流的話，它們有兩個(gè)選擇，一個(gè)選擇就是發(fā)出非常大的鳴叫，另一個(gè)選擇就是轉(zhuǎn)變聲音的頻率，使之與背景噪聲區(qū)別開(kāi)來(lái)?！钡?，第一個(gè)選擇顯然對(duì)它們不利，首先發(fā)出超高的鳴叫就必須持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，這會(huì)消耗許多能量，而且也很難持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，另外，這種叫聲無(wú)疑對(duì)它們的生命是一種危險(xiǎn)，它們的天敵會(huì)更容易聽(tīng)到它們的叫聲而將它們吃掉。所以，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的進(jìn)化后，它們能夠制造并聽(tīng)到超聲波，而其他大部分的動(dòng)物是聽(tīng)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(guó)研究小組是在2000年首次聽(tīng)另一位美國(guó)的生物學(xué)家說(shuō)過(guò)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(tīng)了這個(gè)消息，美國(guó)的科學(xué)家來(lái)到了離上海不遠(yuǎn)的安徽黃山。阿德勒說(shuō)：“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(lái)，它們是用耳朵聽(tīng)聲音的，而黃山的這種青蛙耳朵卻凹陷了進(jìn)去，我當(dāng)時(shí)就想，它們一定有著特別的交流系統(tǒng)，但當(dāng)時(shí)我們并不知道它們是用超聲波來(lái)相互傳遞信息的?！?BR> 當(dāng)年，馮教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)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(niǎo)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(duì)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(dòng)超出了人類能夠聽(tīng)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(tīng)到，但潛在的天敵卻聽(tīng)不見(jiàn)它們的這種叫聲，這還是首次發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物以外的動(dòng)物能夠用超聲波來(lái)相互交流。
實(shí)驗(yàn)
研究人員播放超聲波時(shí)，凹耳急流蛙顯示出強(qiáng)烈反應(yīng)
為了檢測(cè)凹耳急流蛙的聽(tīng)力，馮教授和同事們?nèi)ツ甑街袊?guó)的黃山地區(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(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。馮教授說(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?！?BR> 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)它的耳朵被用黏土塞住時(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。馮教授說(shuō)：“這證實(shí)，這種青蛙是用耳朵聽(tīng)的，而不是聲音直接穿越頭骨刺激神經(jīng)?！瘪T教授補(bǔ)充說(shuō)：“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(shí)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(méi)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?！?BR> 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。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(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)出更大的聲音節(jié)省能量。
對(duì)于大部分的兩棲類動(dòng)物、爬行類動(dòng)物和鳥(niǎo)類來(lái)說(shuō)，它們能夠聽(tīng)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(guò)了人類的聽(tīng)力上限20千赫。幾乎沒(méi)有別的動(dòng)物能夠聽(tīng)到它們發(fā)出的聲音，那它們之間為什么能夠互相聽(tīng)到呢？
研究
凹耳急流蛙超聲波聽(tīng)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(dòng)。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。
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(dòng)路線，科學(xué)家還不得而知。不過(guò)，這種青蛙能夠在黑暗中找到細(xì)小的樹(shù)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(yáng)聲器的地方。馮教授說(shuō)：“這種能力是非凡的，因?yàn)槟莻€(gè)地方漆黑一團(tuán)，不論它們是通過(guò)回聲定位法、嗅覺(jué)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(jī)制，讓各種動(dòng)物有自己獨(dú)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(yú)和海豚等哺乳動(dòng)物能夠做到這一點(diǎn)，它們用超聲波進(jìn)行交流，從來(lái)就沒(méi)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(dòng)物具備這種能力。”
科學(xué)家聲稱，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)凹耳急流蛙非凡的聽(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。”