 凹耳胡蛙用超聲波互相交流 美國科學(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)的青蛙可以通過超聲波來互相交流。這一新發(fā)現(xiàn)對于治療人類聽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20千赫。這種頻率已超出了人類所能夠聽到的聲音頻率上限，而且也遠遠高于大多數(shù)兩棲動物、爬行動物和鳥類等動物所能夠聽到或發(fā)出的5到8千赫聲音頻率。然而，青蛙能夠聽到的聲音頻率最高達38千赫，這是兩棲動物能夠聽到的最高頻率。全球5000多個青蛙種屬中，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，這一點類似于哺乳動物。研究人員認為，凹耳胡蛙可能進化了這種高頻超聲系統(tǒng)，成為在嘈雜的棲息地進行明確通訊的一種方法。它們的耳膜之所以凹進去，是為了更好地保護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音器，有利于更好地收聽超高頻聲音。 美國加州大學(xué)洛杉磯分校著名生理學(xué)教授彼德·納倫斯與生態(tài)和進化生物學(xué)研究生維多利亞·亞奇在凹耳胡蛙的棲息地對其進行了深入的研究。他們發(fā)現(xiàn)，凹耳胡蛙不僅僅可以發(fā)出一些可以聽得見的聲音，而且還可以發(fā)出超聲波。亞奇介紹說，“你可以根據(jù)它們發(fā)聲袋的跳動來判斷它們在發(fā)聲。但是，你卻聽不到任何聲音。當(dāng)你再檢查錄音設(shè)備時，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)過的。”因此，科學(xué)家認為，在嘈雜的溪流中，青蛙正是利用超聲波進行相互交流的。當(dāng)然它們也會發(fā)出人類能夠聽到的聲音進行交流。當(dāng)一只凹耳胡蛙要想引起另一只凹耳胡蛙的注意時，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)出更大的聲音更節(jié)省能量。 亞奇介紹說，“我們的假設(shè)是，這些青蛙使用高頻率的聲音進行交流，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距離傳播。因此，它們還必須同時用低頻和高頻聲音與較遠處的其他青蛙進行交流。青蛙們正是通過這種發(fā)聲方式來吸引異性、相互交流以及建立領(lǐng)地。”這項研究將有助于改進人類助聽器的性能，從而解決人類的聽力障礙問題。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化來解釋。納倫斯介紹說，目前大多數(shù)的助聽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。這項研究還可能為開發(fā)更好的助聽器提供依據(jù)。 為了檢測凹耳胡蛙的聽力，研究人員們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只雄性凹耳胡蛙比不放聲音時發(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。研究人員說：“雄性蛙不僅對超聲波做出回應(yīng)，而且還靠近我們的擴音器，好像面對著一個發(fā)出聲音的青蛙。”在第二個實驗中，研究人員對青蛙的聽力進行了測試。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。 研究人員們表示，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。我們對凹耳胡蛙非凡的聽覺結(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。” (責(zé)任編輯：Doctor001) |
