科学|会“唱歌”的巨型海洋动物，他们的歌声甚至能传到“千里之外”
大自然不仅为我们提供了丰富多彩的视觉盛宴 ， 也给我们带来了美妙而震撼的听觉享受 。 各种各样的动物竞相展示它们的声音 。 出乎意料的是 ， 获得“地球上最大声音”称号的动物不是河马、大象、老虎或狮子 ， 而是来自海洋的“重量级”歌手蓝鲸 。
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“鲸歌”嘹亮说到蓝鲸 ， 人们首先想到的是它们的巨大体型 。 作为地球上最大的动物 ， 蓝鲸以其体长约30米、体重近200吨而闻名 。 但是蓝鲸会“唱歌”吗？答案当然是肯定的 。
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众所周知 ， 海豚会唱歌 ， 有时会发出轻微的“咔嚓”声 ， 有时会发出尖锐的“海豚声” 。 蓝鲸和海豚在动物分类上属于鲸目动物 。 像海豚一样 ， 它们通过一系列的歌曲互相交流 。 如果蓝鲸的歌声被加速10倍以适应人类的听觉 ， 那曲调听起来就像轮船或火车的汽笛声 ， 又长又深 。 虽然人类还不能逐一破译鲸鱼歌中的句子 ， 但可以肯定的是 ， 蓝鲸唱的歌是有规律和有节奏的 。 蓝鲸能够通过改变鲸鱼歌曲的音调和组成来传达不同的信息 。
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“鲸鱼之歌”有多响亮？大约是155-188分贝 ， 这是在声源处计算出的音量 。 然而 ， 单凭这个数字很难理解“鲸歌”的铿锵有力 。 我们不妨举出一些声音的例子进行比较 。 电钻、电锯的噪音在50-80分贝左右 ， 足以让人烦躁易怒 。 F1赛车在全速行驶时会发出150分贝以上的噪音 ， 因此赛车手必须戴上耳塞以保护听力 ， 而站在看台前的观众甚至可以感受到噪音引起的空气振动 。 迄今为止所记录到的最大声音是1883年印尼喀拉喀托火山喷发 ， 当时科学家在大约180分贝的距离处测量了喷发的音量 。 这个数字接近蓝鲸声音的上限 。 事实上 ， 人类的耳膜是相当脆弱的 。 当声音超过160分贝时 ， 耳膜可能已经损坏并破裂 。 面对高达155-188分贝的蓝鲸歌声 ， “震耳欲聋”将真正成为现实 。
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千里传音“鲸歌”不仅响亮 ， 而且能在水中长距离传播 ， 使蓝鲸能够与相距甚远的伙伴进行交流 ， 从而实现千里传声！蓝鲸为什么把它们的“歌声”传到这么远的地方？这与他们的生活习惯密切相关 。 鲸目动物的祖先最初是生活在陆地上的哺乳动物 ， 但直到大约5000万年前 ， 它们才逐渐转向海洋生物 。 在黑暗的海洋中 ， 陆地上原本敏锐的嗅觉和视觉已经不再发挥重要作用 。 语音通信已逐渐成为鲸目动物交配、交流和定位的重要手段 。 与其他鲸类动物相比 ， 蓝鲸往往独居 ， 社会关系相对松散 。 分散的生活环境对他们之间的交流提出了更高的要求 。
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为了将声音传播得更远、更清晰 ， 蓝鲸不仅进化出了世界上第一个“超大嗓门” ， 而且选择了用低频声音进行交流 。 这意味着人类不能直接通过耳朵听到蓝鲸的所有歌声 。 另一方面 ， 蓝鲸对低频声音非常敏感 。 他们可以准确地重复相同频率的声音 。 他们甚至可以根据对方声音音调的细微变化来判断对方相对于自己的方向和速度 。 从声音传播的角度来看 ， 蓝鲸用低频歌唱作为传播媒介是非常科学的 。 在水下通信中 ， 低频声具有传输损耗小、传输距离长等优点 。 目前 ， 世界上许多国家都将低频通信技术应用到军用潜艇上 ， 以追求音质逼真和远距离传输效果 。 令人不解的是 ， 科学家50年来一直记录和观察到 ， 全球几乎所有海域蓝鲸的鸣叫频率都在下降 ， 音量在增加 。 这种改变是为了克服人类文明的干扰 ， 保持原有的传播效果 ， 还是其他一些未知因素影响了蓝鲸的音高？原因还在调查中 。
【科学|会“唱歌”的巨型海洋动物，他们的歌声甚至能传到“千里之外”】
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发声奥秘为什么蓝鲸能唱出这首华丽多变的歌？他们的大嗓门仅仅是因为他们的体型吗？还是因为他们有奇怪的发声器官？到目前为止 ， 人们对蓝鲸的发声方法知之甚少 。 尤其难以想象 ， 能发出如此巨大声音的蓝鲸竟然没有声带 。 声带是包括人类在内的大多数动物的重要发声器官 。 肺部的空气与声带相撞 ， 使声带振动、张开和闭合 ， 从而发出声音并控制不同的音调 。 在自然界 ， 大多数哺乳动物依靠声带发声 。 令人惊奇的是 ， 虽然蓝鲸代表的鲸类动物也是哺乳动物 ， 但它们依靠肺部呼吸空气 ， 但喉部却没有类似声带的生理结构 。
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为了解开鲸目动物鸣叫的奥秘 ， 我们需要根据它们不同的捕食方式将它们分为两类 。 第一类是齿鲸 ， 如海豚、抹香鲸和虎鲸 ， 它们以锋利的牙齿为食 。 齿鲸的“鲸歌”通常非常频繁 。 他们使用高频“咔嗒”声或超声波进行回声定位 ， 并使用尖锐的口哨彼此交流 。 当发出声音时 ， 齿鲸会把肺部的空气挤压到一个看起来像鼻腔的狭窄头部结构中 。 这种被称为“唇部”的结构有一层可以闭合的膜 ， 类似于人类的喉咙 。 空气在这里振动产生声音 ， 在头部的其他组织中被处理成不同的音调 ， 最终形成齿鲸的“鲸鱼之歌” 。
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第二类是须鲸 ， 如蓝鲸、长须鲸和布兰特鲸 。 它们的嘴上有许多细长的鲸类 ， 它们就像一个浓密的刷子 ， 把磷虾和其他生物从海洋中过滤出来作为食物 。 须鲸的“鲸歌”通常频率较低 ， 其发声原理与齿鲸不同 。 头上没有“唇舌” ， 喉咙里也没有声带 。 尽管须鲸的喉咙一般都很窄 ， 但科学观察表明 ， 须鲸在水中发出声音时不会产生任何气泡 ， 这表明它们并不依赖纯空气振动来发声 。 许多科学家和鲸鱼爱好者对蓝鲸声音的奥秘做出了大胆的猜测 。 有人认为 ， 蓝鲸在体内循环空气 ， 并通过振动产生声音 ， 因此它的“大嗓门”与它的巨大体型成正比 。 有人认为蓝鲸的头骨上有一个独特的鼻窦结构 ， 可能是一个重要的发声器官 ， 总之 ， 蓝鲸的“大嗓门”是怎么形成的？需要进一步的研究和探索 。
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