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《科学之友》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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动物们的神奇“耳朵”

2017-08-29 09:40:00

  在大自然中,形形色色的声波和信号不绝于耳,充满了整个世界,而其中的大部分信号人类是听不见的,动物却可以听见。究其原因,不得不提到它们的神奇耳朵。

  可以听到人类听不到的声音

  科学家研究发现,动物们使用的声音,人类能听到的还不到10%。人类的耳朵能听见频率在20~20000赫兹的振动波,对于其他频率则是充耳不闻。但是,不同的动物所听到的声音频率的范围也不相同,例如猫科动物能分辨出30~4500赫兹的声音,狗的听觉的最高极限是60000赫兹,狗熊和猕猴听觉的最高极限是80000赫兹,豚鼠听觉的最高极限是100000赫兹,鼠和鼩鼱等的听力范围可高达90000~120000赫兹,尖耳鼠蝠听觉的最高极限甚至可以达到25万赫兹。

  频率在20赫兹以下的振动波叫次声波。虽然人耳听不见它们,但却可以用自己的身体感受到它们,从而产生某种莫名其妙的不安,甚至能让人难受得喊叫起来。但是,使用次声波进行通讯却是一些动物的拿手好戏,因为音调低沉的次声波能通过地面贴着土层传播,声音的来源无法被辨认,所以不易被捕食者发现。次声波还具有传播距离极长的优点,频率低于1赫兹的次声波,可以传到几千以至上万千米以外的地方。因此,一些雄性动物经常用蹄子踏击地面,通过发出次声波来发号施令。最大的陆生动物——大象彼此之间也常用次声波进行联络。有的海洋生物甚至能利用某种频率的次声波击昏和杀死猎物。

  频率在2万赫兹以上的超声波是另外一类人耳听不到的声音,却被鸟类中的油鸱、金丝燕,哺乳动物中的蝙蝠、海狮和鲸类等广泛利用,例如海豚和海豹可以发出和听到水下高达18万赫兹上下的声音。不过,虽然海豹水外听力的上限只有22000赫兹左右,但由于声音在水中的传播速度是空气中的5倍,同时还由于其他一些差异,哺乳动物在水中和空气中的听力是不同的,在这两种介质中的高频限也难以进行比较。

  动物耳朵 各有妙用

  哺乳动物的外耳包括耳廓和外耳道。耳廓为哺乳类动物所特有,内有弹性软骨支持,成为高度精巧而灵敏的集音装置。不过,生活在不同环境中的各类哺乳动物耳廓的构造却很不一样,从而形成了各种各样的“耳朵”。

  最引人注目的无疑是硕大的“招风耳”。大的耳朵可以增加收集声音的面积,从而更清楚地听到声音。一般来说,夜行性的或在开阔地带生活的乳动物的耳朵都比较发达,如蝙蝠、兔类、犬类及有蹄类等,其中有些种类的耳朵常具有特殊的凹褶,以便更好地接受声波。生活在非洲的土豚能够准确地听到在树木或其他物体内部白蚁活动的声音,生活在马达加斯加岛上的指猴也可以听到钻树干里的昆虫幼虫活动的声音,然后用前肢上很细的中指将这些幼虫挖出来吃掉。在树林中蹦来跳去的松鼠的大耳朵还有保护自身的作用,能防止眼睛被树枝刺伤。

  耳朵最大的动物是非洲象,直径约为2米,听觉非常敏锐。由于耳部的褶皱很多,大大增加了散热面,所以更像是两把调节体温的大蒲扇,在炎热的夏季,它就是靠不停地扇动两只大耳朵,使耳部的血液加速流动,达到散热降温的目的,还能顺便驱赶热带丛林中的蚊蝇和寄生虫。

  兔子那长长的耳朵也非常有名,除了听觉功能外,也可以调节体温,竖立时可以散热,紧贴在脊背上时则可以保温。有趣的是,与生活在炎热地带的兔子相比,生活在寒冷地区的兔子的耳朵要短得多。同样的结果还会在狼、狐狸、猫科动物等类群中见到。

  很多哺乳动物的耳肌十分发达,可使耳廓自转动,从而能更有效地收集到不同方向的声音。狐狸和狗的耳朵像一个喇叭筒,听到声音后就竖起两只耳朵,将耳朵转向传来声音的那个方向。每一只耳朵都能独立进行工作,不以另一只耳朵为转移。

  两只耳朵的活动不是一致的,这样就提供了准确确定声源在何处的可能性。猫科动物的耳朵也可随声音的方向转动,就像一个雷达天线,能区别15~29米远处相距约1米的两种相似的声音。

  作为听觉器官,动物即使在睡觉时,它们的朵也仍然在工作,只不过睡觉时的耳朵对声音的反应不像在清醒状态中那样灵敏。然而,动物的大脑里有个“警戒中枢”,这使得其听觉成为一个可靠的卫士,能够及时向它们报告危险,迫使动物醒来,采取行动。例如树袋熊在睡觉时,虽然两只大耳朵和头部一起垂下,但是外界一有动静,耳朵立刻就会有所感觉,刹那间便惊醒了。家猫在睡觉的时候,通常把耳朵挤在前肢下面,这样,一方面把耳朵保护好,另一方面把耳朵贴在地面,一旦听到有什么声音,就可以立刻采取行动。

  由于突出在身体之外,不少动物的耳朵也是颇具美感的装饰器官。例如树袋熊长满密毛的两只大耳朵,高高地竖立在头部的两边,看上去格外神气。小熊猫的耳朵大而直立,上面还镶着白边。大熊猫的一对毛茸茸的黑色耳朵竖立在头部的上方,成为其朴素大方的黑白两色皮毛的一个组成部分,活泼而可爱。最有趣的是猞猁,两只直立的耳朵的尖端都生长着耸立的黑色笔毛,约有4厘米长,其中还夹杂着几根白毛,很像戏剧中武将头盔上的翎子,为其增添了几分威严的气势。

  人的耳朵虽然形状不像其他哺乳动物那样多姿多彩,却也是一对构造极具美感的器官。从审美的角度看,最美观的耳朵的大小应该是发际线到下颌长度的1/3。不过,在我国民间却流传着“耳大有福”的说法。事实上,人类的其他器官在成年后基本上都停止了生长,但唯有耳朵例外,在人的一生中不停地生长,其中主要表现在耳垂的长度在持续增加。也有人认为,老年人耳垂部位脂肪组织增多,组织松弛,从而导致耳垂长度相应增加。因此,不论每个人出生时耳朵是大还是小,但到了老年,他们的耳朵总是比较大的,至少比自己年轻时要大。因此,长寿人的耳朵自然要大而厚一些。

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