论文部分内容阅读
大自然不仅为我们展现出一场异彩纷呈的视觉盛宴，更为我们带来美妙震撼的听觉享受。各种各样的动物竞相展露歌喉，出人意料的是，最终摘得“地球上最大嗓门”桂冠的动物，不是河马、大象，也不是老虎、狮子，而是一位来自海洋中的“重量级”歌手——蓝鲸。
“鲸歌”嘹亮
说起蓝鲸，人们首先想到的是其硕大无比的体型。作为地球上最大的动物，蓝鲸凭借它约30米的体长，近200吨的体重闻名遐迩。可是，蓝鲸也会唱歌吗？答案是肯定的。
众人皆知海豚会唱歌，它们的歌声有时是轻微的“咔嗒”声，有时是尖锐“海豚音”。蓝鲸与海豚在动物学分类中均属鲸目动物。蓝鲸与海豚一样，依靠一系列独特的歌声进行相互交流和回声定位，科学家将这种歌声形象地称为“鲸歌”。如果将蓝鲸的歌声加速播放10倍，使之适应人类的听力范围，则那种曲调听起来会像是轮船或是火车的汽笛声音，悠长而低沉。虽然人类目前还不能将鲸歌中的语句一一破解，但可以确定的是，蓝鲸所吟唱的歌曲是有规律、有节奏的。蓝鲸能够通过改变鲸歌的音调和组合方式，传达截然不同的信息。
“鲸歌”的音量到底有多大？大约为155～188分贝，这一数值是推算得出的声音源头处的音量。但是，单凭这个数字还是很难让人体会“鲸歌”的洪亮，我们不妨举几个声音的例子来比较一下。电钻和电锯的噪音约有50～80分贝，这种程度的噪音足以让人坐立不安，情绪烦躁。F1赛车全速急驶时发出的噪音超过150分贝，因此赛车手必须佩戴耳塞保护听力，而看台前排的观众甚至能感觉到噪声使空气产生的振动。人类迄今为止记录到的最大声音是1883年印尼卡拉喀托火山爆发，当时科学家在相隔一定距离的位置测量到火山喷发时音量约为180分贝。这一数字比较接近蓝鲸歌声音量的上限。事实上，人类的耳膜相当脆弱，当声音超过160分贝时，耳膜可能早已受损破裂了。面对蓝鲸高达155～188分贝的歌声，“震耳欲聋”这个词语便会真的成为现实。
千里传音
“鲸歌”不仅响亮，而且还能在水中传播很远距离，这使蓝鲸可以与相隔非常遥远的伙伴进行交流，做到千里传音！
蓝鲸为什么要将歌声传递得如此之远呢？这与它们的生活习性是紧密相关的。鲸类的祖先原本是生活在陆地上的哺乳动物，直到大约5000万年前才逐渐转到海洋生活。在迷蒙晦暗的海洋中，原本在陆地上敏锐的嗅觉和视觉再也起不了重要作用，声音这种交流方式逐渐成为鲸类求偶、沟通、定位的重要手段。蓝鲸与其他鲸类相比，更倾向于独居，社会关系也相对松散。分散而居的生活状况给它们的相互沟通提出了更高的要求。
为了将声音传递得更远，更清晰，蓝鲸不仅进化出了世界第一的“大嗓门”，还选择用低频率的声音进行通信。这就意味着，人类不能通过耳朵直接听到蓝鲸的全部歌声。而蓝鲸则对于低频率的声音极为敏感，它们能够十分精准地重复同一频率的声音，甚至有可能根据同伴声音音调的细微变化，判断对方相对自己的方向和行进的速度。
从声音传播的角度看，蓝鲸用低频率的歌声作为通信媒介是十分科学的。在水下通信中，低频声音具有传播损耗少、传播距离远的突出优势。目前，世界上的许多国家都已经将低频通信技术应用在军用潜艇上，借此追求声音的保真和长距离传播效果。
令人费解的是，科学家连续50年的记录和观察显示，全球几乎所有海域的蓝鲸的歌声频率都在不断下降，音量都在不断加强。这种改变是为了克服人类文明的干扰，维持原本的通信效果，还是其他一些不为人知的因素影响了蓝鲸的音高？其原因尚在进一步调查中。
发声奥秘
蓝鲸为何能够唱出这种雄壮而多变的歌声？它们的“大嗓门”难道仅仅是因为其庞大体型？还是因为它们拥有奇特的发声器官？时至今日，人们仍然对蓝鲸的发声方法知之甚少。尤其令人难以想象的是，能发出如此巨大声音的蓝鲸，竟然是没有声带的。
对于包括人类在内的绝大多数动物而言，声带是重要的发声器官。肺部的空气冲撞声带，使声带振动并开合运动，从而发出声音，并可以控制高低不同音调。在自然界中，绝大部分哺乳动物都是依靠声带发声的。而奇妙的是，以蓝鲸为代表的鲸目动物虽然也是哺乳动物，依靠肺脏呼吸空气，但在它们的喉部却没有类似声带的生理构造。
为了解开鲸类歌声的奥秘，我们需要依据它们不同的捕食方式将其分成两大类。第一类是齿鲸，例如各种海豚、抹香鲸和虎鲸，它们依靠锋利的牙齿捕食。齿鲸类的“鲸歌”一般频率很高。它们运用高频的“咔嗒”声或超声波进行回声定位，用尖利的口哨声相互交流。发声时，齿鲸会将肺部的空气挤压进头部一个像鼻腔一样的狭窄构造中。这个构造被称为“声唇”，其中有可以闭合的薄膜，结构类似于人类的喉部。空气在这里振动产生声音，并在头部的其他组织内加工成不同的音调，最终形成齿鲸的“鲸歌”。
第二类是须鲸，例如蓝鲸、长须鲸、布氏鲸，它们的嘴里长着无数细长的鲸须，就像一把又厚又密的刷子，将磷虾等生物从海水中过滤出来食用。须鲸类的“鲸歌”一般都是低频率的，其发声原理也和齿鲸不同。须鲸的头部没有“声唇”的构造，咽喉也没有声带。虽然它们的咽喉普遍很窄，但科研观测结果显示，须鲸在水中发声时不会产生任何气泡，这说明它们并不是依靠单纯的空气振动发声的。
针对蓝鲸发声的谜题，许多科学家和鲸类爱好者展开了大胆的猜想。有些观点认为，蓝鲸是将空气在整个体内循环，振荡发声，因此它的“大嗓门”才会与它巨大的体型成正比。也有些观点认为，蓝鲸头盖骨上有一个独特的窦状结构，这可能是它发声的重要器官……总之，蓝鲸的“大嗓门”究竟是如何炼成的？还有待未来进一步的研究和探索。
【责任编辑】庞 云
“鲸歌”嘹亮
说起蓝鲸，人们首先想到的是其硕大无比的体型。作为地球上最大的动物，蓝鲸凭借它约30米的体长，近200吨的体重闻名遐迩。可是，蓝鲸也会唱歌吗？答案是肯定的。
众人皆知海豚会唱歌，它们的歌声有时是轻微的“咔嗒”声，有时是尖锐“海豚音”。蓝鲸与海豚在动物学分类中均属鲸目动物。蓝鲸与海豚一样，依靠一系列独特的歌声进行相互交流和回声定位，科学家将这种歌声形象地称为“鲸歌”。如果将蓝鲸的歌声加速播放10倍，使之适应人类的听力范围，则那种曲调听起来会像是轮船或是火车的汽笛声音，悠长而低沉。虽然人类目前还不能将鲸歌中的语句一一破解，但可以确定的是，蓝鲸所吟唱的歌曲是有规律、有节奏的。蓝鲸能够通过改变鲸歌的音调和组合方式，传达截然不同的信息。
“鲸歌”的音量到底有多大？大约为155～188分贝，这一数值是推算得出的声音源头处的音量。但是，单凭这个数字还是很难让人体会“鲸歌”的洪亮，我们不妨举几个声音的例子来比较一下。电钻和电锯的噪音约有50～80分贝，这种程度的噪音足以让人坐立不安，情绪烦躁。F1赛车全速急驶时发出的噪音超过150分贝，因此赛车手必须佩戴耳塞保护听力，而看台前排的观众甚至能感觉到噪声使空气产生的振动。人类迄今为止记录到的最大声音是1883年印尼卡拉喀托火山爆发，当时科学家在相隔一定距离的位置测量到火山喷发时音量约为180分贝。这一数字比较接近蓝鲸歌声音量的上限。事实上，人类的耳膜相当脆弱，当声音超过160分贝时，耳膜可能早已受损破裂了。面对蓝鲸高达155～188分贝的歌声，“震耳欲聋”这个词语便会真的成为现实。
千里传音
“鲸歌”不仅响亮，而且还能在水中传播很远距离，这使蓝鲸可以与相隔非常遥远的伙伴进行交流，做到千里传音！
蓝鲸为什么要将歌声传递得如此之远呢？这与它们的生活习性是紧密相关的。鲸类的祖先原本是生活在陆地上的哺乳动物，直到大约5000万年前才逐渐转到海洋生活。在迷蒙晦暗的海洋中，原本在陆地上敏锐的嗅觉和视觉再也起不了重要作用，声音这种交流方式逐渐成为鲸类求偶、沟通、定位的重要手段。蓝鲸与其他鲸类相比，更倾向于独居，社会关系也相对松散。分散而居的生活状况给它们的相互沟通提出了更高的要求。
为了将声音传递得更远，更清晰，蓝鲸不仅进化出了世界第一的“大嗓门”，还选择用低频率的声音进行通信。这就意味着，人类不能通过耳朵直接听到蓝鲸的全部歌声。而蓝鲸则对于低频率的声音极为敏感，它们能够十分精准地重复同一频率的声音，甚至有可能根据同伴声音音调的细微变化，判断对方相对自己的方向和行进的速度。
从声音传播的角度看，蓝鲸用低频率的歌声作为通信媒介是十分科学的。在水下通信中，低频声音具有传播损耗少、传播距离远的突出优势。目前，世界上的许多国家都已经将低频通信技术应用在军用潜艇上，借此追求声音的保真和长距离传播效果。
令人费解的是，科学家连续50年的记录和观察显示，全球几乎所有海域的蓝鲸的歌声频率都在不断下降，音量都在不断加强。这种改变是为了克服人类文明的干扰，维持原本的通信效果，还是其他一些不为人知的因素影响了蓝鲸的音高？其原因尚在进一步调查中。
发声奥秘
蓝鲸为何能够唱出这种雄壮而多变的歌声？它们的“大嗓门”难道仅仅是因为其庞大体型？还是因为它们拥有奇特的发声器官？时至今日，人们仍然对蓝鲸的发声方法知之甚少。尤其令人难以想象的是，能发出如此巨大声音的蓝鲸，竟然是没有声带的。
对于包括人类在内的绝大多数动物而言，声带是重要的发声器官。肺部的空气冲撞声带，使声带振动并开合运动，从而发出声音，并可以控制高低不同音调。在自然界中，绝大部分哺乳动物都是依靠声带发声的。而奇妙的是，以蓝鲸为代表的鲸目动物虽然也是哺乳动物，依靠肺脏呼吸空气，但在它们的喉部却没有类似声带的生理构造。
为了解开鲸类歌声的奥秘，我们需要依据它们不同的捕食方式将其分成两大类。第一类是齿鲸，例如各种海豚、抹香鲸和虎鲸，它们依靠锋利的牙齿捕食。齿鲸类的“鲸歌”一般频率很高。它们运用高频的“咔嗒”声或超声波进行回声定位，用尖利的口哨声相互交流。发声时，齿鲸会将肺部的空气挤压进头部一个像鼻腔一样的狭窄构造中。这个构造被称为“声唇”，其中有可以闭合的薄膜，结构类似于人类的喉部。空气在这里振动产生声音，并在头部的其他组织内加工成不同的音调，最终形成齿鲸的“鲸歌”。
第二类是须鲸，例如蓝鲸、长须鲸、布氏鲸，它们的嘴里长着无数细长的鲸须，就像一把又厚又密的刷子，将磷虾等生物从海水中过滤出来食用。须鲸类的“鲸歌”一般都是低频率的，其发声原理也和齿鲸不同。须鲸的头部没有“声唇”的构造，咽喉也没有声带。虽然它们的咽喉普遍很窄，但科研观测结果显示，须鲸在水中发声时不会产生任何气泡，这说明它们并不是依靠单纯的空气振动发声的。
针对蓝鲸发声的谜题，许多科学家和鲸类爱好者展开了大胆的猜想。有些观点认为，蓝鲸是将空气在整个体内循环，振荡发声，因此它的“大嗓门”才会与它巨大的体型成正比。也有些观点认为，蓝鲸头盖骨上有一个独特的窦状结构，这可能是它发声的重要器官……总之，蓝鲸的“大嗓门”究竟是如何炼成的？还有待未来进一步的研究和探索。
【责任编辑】庞 云