“明月別枝驚鵲,清風(fēng)半夜鳴蟬。稻花香里說(shuō)豐年,聽(tīng)取蛙聲一片?!边@是宋代詞人辛棄疾在《西江月·夜行黃沙道中》的詞句,描繪了一幅江西黃沙嶺夜間的景象,當(dāng)辛棄疾漫步在田園間時(shí),蟬鳴和蛙聲是如此的響亮。
在生活中,我們也總是能接觸到各種動(dòng)物的聲音,不過(guò),除了動(dòng)物,植物也會(huì)發(fā)出聲音。而且自然界的各種聲音里面可包含了大學(xué)問(wèn),有一個(gè)專門的學(xué)科——生物聲學(xué)就是來(lái)研究它們的,除了發(fā)聲機(jī)制、聲音行為,它還涉及了聲音在醫(yī)學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
接下來(lái),就讓我們一起來(lái)了解自然界的這些聲音吧。
動(dòng)物聲音最簡(jiǎn)單的用處就是作為交流的語(yǔ)言,就像人類說(shuō)話一樣,所有的聲音都傳遞著信息。例如,青蛙靠聲帶震動(dòng)發(fā)聲,而雄蛙在咽喉兩側(cè)還有一對(duì)聲囊,鳴叫時(shí)向外鼓出成為兩個(gè)大氣囊,使聲音更加宏亮,所以比雌蛙叫得更響。雄蛙大聲鳴叫的目的其實(shí)是為了尋找愛(ài)情,聲音越是響亮,就越容易吸引到雌蛙。
生活在食物鏈中層的動(dòng)物每天都要面臨被捕食者吃掉的威脅。當(dāng)危險(xiǎn)臨近時(shí),很多靈長(zhǎng)類動(dòng)物都會(huì)發(fā)出警告的聲音,尤其是東非的長(zhǎng)尾黑顎猴,針對(duì)豹子、老鷹、蟒蛇等不同的捕食者,它們能夠發(fā)出30多種不同的特定叫聲。
另外,聲音還可以用作生存的工具。最有名的例子就是海豚的聲吶系統(tǒng),它們可以利用超聲波水下定位食物、了解環(huán)境等。許多魚類和水生無(wú)脊椎動(dòng)物也一樣,比如,珊瑚礁魚能夠探測(cè)到水下珊瑚的聲音,利用珊瑚的聲音導(dǎo)航,游到沿海地區(qū),尋找到合適的棲息地。
一些動(dòng)物還學(xué)會(huì)了用聲音欺騙別的動(dòng)物的伎倆。例如,蝙蝠是不吃?shī)A竹桃虎蛾的,因?yàn)檫@種飛蛾會(huì)食用有毒的夾竹桃,并把毒素儲(chǔ)存在自己的身體里。夾竹桃虎蛾會(huì)通過(guò)震動(dòng)腹部的隔膜來(lái)發(fā)出咔嗒咔嗒的聲音,就像擠壓空的鋁罐一樣。當(dāng)蝙蝠聽(tīng)到這種聲音,就會(huì)避開(kāi)它們。很快,其他一些非常美味的飛蛾,比如圓點(diǎn)黃蜂蛾,便開(kāi)始模仿夾竹桃虎蛾的聲音,并成功騙過(guò)了蝙蝠。另外,還有一些飛蛾甚至可以模仿蝙蝠的聲音,比如雄性的亞洲玉米螟,它們會(huì)發(fā)出類似蝙蝠的聲音,讓雌性玉米螟在恐懼中呆立不動(dòng),然后抓住機(jī)會(huì)與之交配。
聲音在自然界中無(wú)處不在,人們發(fā)現(xiàn)樹(shù)木和植物也可以“聽(tīng)見(jiàn)”和發(fā)出聲音。
首先,植物其實(shí)可以發(fā)出非常微小的爆破聲。當(dāng)樹(shù)葉打開(kāi)氣孔捕捉二氧化碳時(shí),它們會(huì)損失大量的水分。為了補(bǔ)充水分,植物的根從地面吸收水分,通過(guò)叫做木質(zhì)部的管子把水分向上輸送。木質(zhì)部是由已經(jīng)死亡的細(xì)胞連接而成的運(yùn)輸管道。土壤越是干燥,木質(zhì)部的張力就越大,直到爆開(kāi)。木質(zhì)部因缺水而繃斷時(shí)發(fā)出的聲音相當(dāng)?shù)停晕覀円话懵?tīng)不見(jiàn)。
雖然植物沒(méi)有耳朵來(lái)感知聲音,但是它們可以通過(guò)葉子的微小振動(dòng)來(lái)辨別捕食者的聲音,并采取相應(yīng)的防御機(jī)制。美國(guó)密蘇里大學(xué)的生物學(xué)家就做過(guò)這樣的對(duì)比性實(shí)驗(yàn),他們對(duì)一組芥子植物播放毛毛蟲咀嚼葉片的聲音,而另一組沒(méi)有。后來(lái),當(dāng)面對(duì)一只真正的毛毛蟲時(shí),那些聽(tīng)到咀嚼聲的植物比沒(méi)有聽(tīng)咀嚼聲的植物產(chǎn)生了更多的類似殺蟲劑的化學(xué)物質(zhì)。并且它們似乎可以分辨不同的聲音,比如播放風(fēng)的聲音就不會(huì)引起特別的防御機(jī)制。
盡管科學(xué)家們對(duì)于植物如何識(shí)別聲音的機(jī)制尚不清楚,但是進(jìn)一步的研究或許可以讓農(nóng)作物產(chǎn)生天然的害蟲抗性,避免使用殺蟲劑等,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
各種各樣的生物發(fā)出的聲音共同構(gòu)成了大自然的交響曲。但對(duì)科學(xué)家和自然資源保護(hù)主義者來(lái)說(shuō),它們不僅僅是美妙的音樂(lè),還是有價(jià)值的數(shù)據(jù)。
一個(gè)地區(qū)各種生物的聲音結(jié)合風(fēng)、雨等自然現(xiàn)象產(chǎn)生的聲音,可以構(gòu)成一個(gè)地方的特性——聲音景觀(簡(jiǎn)稱聲景)。由于任何自然環(huán)境的聲音都是獨(dú)一無(wú)二的,因此聲景可以傳達(dá)給我們一些關(guān)于該地區(qū)的重要信息。
每個(gè)物種都有自己獨(dú)特的聲音,包括特定的頻率范圍和特定的聲音模式,科學(xué)家們可以通過(guò)聲音來(lái)識(shí)別某個(gè)物種的存在。因此,聲景可以用來(lái)評(píng)估一個(gè)地區(qū)生物種群的多少,有聲物種越多,聲音的多樣性就越大,聲景就越豐富,這是自然資源保護(hù)者評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的一個(gè)有用工具。通過(guò)安裝一些聲音收集和監(jiān)測(cè)設(shè)備,生態(tài)學(xué)家便可以隨時(shí)掌握一個(gè)地區(qū)的生物情況。
除了幫助我們掌握某個(gè)自然生態(tài)的情況,生物的聲音在仿生研究、醫(yī)學(xué)超聲、聲波的生物效應(yīng)等方面的應(yīng)用也很常見(jiàn),比如受到蝙蝠和海豚超聲定位的啟發(fā),人們發(fā)明了空間和水下探測(cè)系統(tǒng);20世紀(jì)中期以來(lái),人們使用兆赫級(jí)超聲波處理哺乳動(dòng)物的組織和器官,并做了大量的研究,為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)超聲工程(高于可聽(tīng)頻率的聲學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,包括超聲診斷學(xué)、超聲治療學(xué)等,比如常見(jiàn)的B超就屬于超聲醫(yī)學(xué))奠定了基礎(chǔ);用一定頻率的聲波處理蔬菜、谷物、中草藥及樹(shù)木的種子,可以獲得明顯的增產(chǎn)效果等。
各種聲音與我們的生活其實(shí)是息息相關(guān)的,深入了解大自然的聲音會(huì)帶給我們更多的啟發(fā)。