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通讯是动物间建立一切社会关系的基础,声通讯是通讯的一种形式,对动物的生存至关重要。声信号传播的效率取决于发声者发声强度、传播介质的物理性质、声音接受者的敏感性和环境噪声强度等一系列因素。环境中高强度的噪音与动物鸣声频率、振幅和鸣唱时间会发生冲突,噪音对鸣声的影响主要是降低声信号的传播距离、干扰声信号内容,进而导致声音传播效率下降,信号保真性降低。鸟类、两栖类等主要依靠鸣声通讯,鸣声传播效率下降进而会影响动物个体间识别、配偶关系、领域防卫、种群密度、母子行为协调等。在大自然中噪声可谓无处不在。 研究表明,噪声会削弱个体间的信号交流,因此动物(哺乳类、鸟类、两栖类)产生了各式各样适应策略应对环境噪声的。作为信号发出者,包括长期适应和短期适应。长期适应如提高叫声主频、采用视觉信号等,短期适应包括调整信号幅度、时长、重复度、频谱特点和时间选择等。对于接受者,可以通过改变与信号源和噪声源的相对位置、频谱感受性、音调处理、幅度和时长依赖性以及特征感受器等来提高感受性。 近年的研究已发现栖息在安徽省黄山市桃花溪周边的雄凹耳蛙(Odorranatormota)可以发出并检测超声,其听觉上限分别为35 kHz(87 dB SPL),说明凹耳蛙可以进行高频甚至超声通讯。凹耳蛙的繁殖时期在每年4至6月间,此时恰逢黄山桃花溪的雨水较多,环境噪声甚至能达到90 dB SPL以上。为了研究这些自然噪声对凹耳蛙的听觉反应特征作用,并与人造白噪声的作用相比较,我们从电生理角度研究了三种噪声水平五种噪声条件(37dB SPL背景噪声、65dB SPL自然噪声和白噪声、85 dB SPL自然噪声和白噪声)对凹耳蛙声听觉反应特征的影响。在隔音室内,以雄凹耳蛙为研究对象,给予5 kHz-21 kHz的纯音刺激,细胞外记录中脑半圆体(torus semicircularis,TS)区神经元群的听觉诱发近场电位(auditory evoked near-field potentials,AENFPs)和单单位神经元放电反应(singleunit spike)。比较五种噪声条件下各个频率的三个重要听觉反应特征参数:相对幅度、潜伏期、听觉诱发近场电位及单单位神经元反应特征频率阈值。 实验结果显示:雄性凹耳蛙的特征频率主要分布在7-9kHz、11-15kHz、17-19kHz三个区段,无论特征频率为低频组、中频组或高频组,相比于37dBSPL背景噪声组,中等强度(65dB SPL自然噪声和白噪声)噪音对雄凹耳蛙AENFPs的幅度、潜伏期和特征频率的阈值几乎无影响。在高噪声(85 dB SPL自然噪声和白噪声)中,潜伏期普遍延长,相对幅度明显降低,特征频率的阈值明显上升,说明凹耳蛙中脑神经元编码听觉信息易受到高强度噪声的影响。单单位神经元特征频率的阈值结果显示与AENFPs结果相似。 结论:1)雄性凹耳蛙的特征频率主要分布在7-9kHz、11-15kHz、17-19kHz三个区段;2)中等强度(65 dB SPL)噪声对凹耳蛙的听觉反应特征参数无明显影响;3)高强度噪声(85 dB SPL)对凹耳蛙的听觉反应特征有明显的抑制作用;4)同等强度的白噪声的压抑作用比自然噪声更为显著,我们推测这可能与自然噪声和白噪声的频谱有关。