動物為什麼可以聽到人類聽不到的聲音?
在大自然中,形形色色的聲波和信號不絕於耳,充滿了整個世界,而其中的大部分信號人類是聽不見的。據科學家估計,動物們使用的聲音,人類能聽到的還不到10%。人類的耳朵只能聽見頻率在20~20000赫茲的振動波,其他頻率的則是充耳不聞。但是,不同的動物所聽到的聲音頻率的範圍也不相同,例如貓科動物能分辨出30~4500赫茲的聲音,黑猩猩能聽到高達30000赫茲的聲音,狗的聽覺的最高極限是60000赫茲,狐狸聽覺的最高極限是65000赫茲,狗熊和獼猴聽覺的最高極限是80000赫茲,貓和豚鼠聽覺的最高極限是100000赫茲,鼠和鼩鼱等的聽力範圍可高達90000~120000赫茲,尖耳鼠蝠聽覺的最高極限甚至可以達到25萬赫茲。
頻率在20赫茲以下的振動波叫次聲波。雖然人耳聽不見它們,但卻可以用自己的身體感受到它們,從而產生某種莫名其妙的不安,甚至能讓人難受得喊叫起來。但是,使用次聲波進行通訊卻是一些動物的拿手好戲,因為音調低沉的次聲能通過地面貼著土層傳播,聲音的來源無法被辨認,所以不易被捕食者發現。次聲波還具有傳播距離極長的優點,頻率低於1赫茲的次聲波,可以傳到幾千以至上萬千米以外的地方。因此,一些雄性動物經常用蹄子踏擊地面,通過發出次聲波來發號施令。最大的陸生動物——大象彼此之間也常用次聲波進行聯絡。有的海洋生物能甚至利用某種頻率的次聲波擊昏和殺死獵物。
頻率在20000赫茲以上的超聲波是另外一類人耳聽不到的聲音,卻被鳥類中的油鴟、金絲燕,哺乳動物中的蝙蝠、海豚、海獅和鯨類等所廣泛利用,例如海豚和海豹可以發出和聽到水下高達180000赫茲上下的聲音。不過,雖然海豹水外聽力的上限只有22000赫茲左右,但由於聲音在水中的傳播速度是空氣中的5倍,同時還由於其他一些差異,使哺乳動物在水中和空氣中的聽力是不同的,在這兩種介質中的高頻限也難以進行比較。
哺乳動物的外耳包括耳廓和外耳道。耳廓為哺乳類所特有,內有彈性軟骨支持,成為高度精巧而靈敏的集音裝置。不過,生活在不同環境中的各類哺乳動物耳廓的構造卻很不一樣,從而形成了各種各樣的「耳朵」。
最引人注目的無疑是碩大的「招風耳」。大的耳朵可以增加收集聲音的面積,從而更清楚地聽到聲音。人類在開闊的地帶就經常用把手放在耳後的方法來提高自己的聽力。一般來說,夜行性的或在開闊地帶生活的哺乳動物的耳朵都比較發達,如蝙蝠、兔類、犬類及有蹄類等,其中有些種類的耳朵常具有特殊的凹褶,以便更好地接受聲波。生活在非洲的土豚能夠準確地聽到在樹木或其他物體內部白蟻活動的聲音,生活在馬達加斯加島上的指猴也可以聽到鑽到樹榦里的昆蟲幼蟲活動的聲音,然後用前肢上很細的中指將這些幼蟲挖出來吃掉。在樹林中蹦來跳去的松鼠的大耳朵還有保護自身的作用,能防止眼睛被樹枝刺傷。
生活在熱帶沙漠里的耳廓狐,一雙大耳朵竟佔了身驅的極大部分。由於天氣炎熱,水分稀少,它的大耳朵便成了出色的輻射器,不但可以擋住烈日熱浪的侵襲,而且在大耳朵的後上方形成了一個扇形輻射弧面,把體內的熱量散發出去。
耳朵最大的動物是非洲象,直徑約為2米左右,比亞洲象的耳朵還要大一倍多,聽覺非常敏銳。由於耳部的褶皺很多,大大增加了散熱面,所以更像是兩把調節體溫的大蒲扇,在炎熱的夏季,它就是靠不停地扇動兩隻大耳朵,使耳部的血液加速流動,達到散熱降溫的目地,還能順便驅趕熱帶叢林中的蚊蠅和寄生蟲。
兔子那長長的耳朵也非常有名,除了聽覺功能外,也可以調節體溫,豎立時可以散熱,緊貼在脊背上時則可以保溫。有趣的是,與生活在炎熱地帶的兔子相比,生活在寒冷地區的兔子的耳朵要短得多。同樣的結果還會在狼、狐狸、貓科動物等類群中見到。這就是動物生態學中著名的一條定律——阿倫定律:生活在寒冷地區的恆溫動物,其體表的突出部分(四肢、耳朵等)趨於縮短,有利於防止熱量散失;而生活在熱帶地區的恆溫動物,其體表的突出部分相對較長,有利於熱量散失。
很多哺乳動物的耳肌十分發達,可使耳廓自由轉動,從而能更有效地收集不同方向的聲音。狐狸和狗的耳朵像一個喇叭筒,聽到聲音後就豎起兩隻耳朵,將耳朵轉向傳來聲音的那個方向。每一隻耳朵都能獨立進行工作,不依另一隻耳朵為轉移。兩隻耳朵的活動不是一致的,這樣就提供了準確確定聲源在何處的可能性。貓科動物的耳朵也可隨聲音的方向轉動,就像一個雷達天線,對聲音的定位功能強,能區別15~29米遠處相距1米左右的兩種相似的聲音。
作為聽覺器官,動物即使在睡覺時,它們的耳朵仍然在工作,只不過睡覺時的耳朵對聲音的反應不像在清醒狀態中那樣靈敏。然而,由於動物的大腦里有個「警戒中樞」,使其聽覺成為一個可靠的衛士,能夠及時向它們報告危險,迫使動物醒來,採取行動。例如樹袋熊在睡覺時,雖然兩隻大耳朵和頭部一起垂下,但是外界一有動靜,耳朵立刻就會有所感覺,剎那間便驚醒了。家貓在睡覺的時候,通常把耳朵擠在前肢下面,這樣,一方面把耳朵保護好,另一方面把耳朵貼在地面,一旦聽到有什麼聲音,就可以立刻採取行動。
由於突出在身體之外,不少動物的耳朵也是頗具美感的裝飾器官。例如樹袋熊長滿密毛的兩隻大耳朵,高高地豎立在頭部的兩邊,看上去格外神氣。環尾狐猴兩個大大的耳朵為白色,並沿著脖子有一圈漂亮的白色頸鬣。小熊貓的耳朵大而直立,上面還鑲著白邊。大熊貓的一對毛茸茸的黑色耳朵豎立在頭部的上方,成為其樸素大方的黑白兩色皮毛的一個組成部分,活潑而可愛。最有趣的是猞猁,兩隻直立的耳朵的尖端都生長著聳立的黑色筆毛,約有4厘米長,其中還夾雜著幾根白毛,很象戲劇中武將頭盔上的翎子,為其增添了幾分威嚴的氣勢。
人的耳朵雖然形狀不像其他哺乳動物的那樣多姿多彩,卻也是一對構造極具美感的器官。從審美的角度看,最美觀的耳朵的大小應該是髮際線到下頜長度的三分之一。不過,在我國民間卻流傳著「耳大有福」的說法。事實上,人類的其他器官在成年後基本上都停止了生長,但唯有耳朵例外,在人的一生中不停地生長,其中主要表現在耳垂的長度在持續增加。也有人認為,老年人耳垂部位脂肪組織增多,組織鬆弛,從而導致耳垂長度相應增加。因此,不論每個人出生時耳朵是大還是小,但到了老年,他們的耳朵總是比較大的,至少比自己年輕時要大。因此,長壽人的耳朵自然要大而厚一些。


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