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鯨魚的歌聲可以傳遍數千公里的海洋,而大象的低頻叫聲可以被數公里外的其他厚皮動物聽到。但是,如果考慮到體型大小,與其它動物相比,尤其是與一種奇特的節肢動物相比,這些龐大的哺乳動物發出的聲音也只是相對的低語。
水黽(Micronecta scholtzi),一種2.3毫米長的昆蟲,被認為是世界上已知聲音最大的動物。根據新的研究發現,雄性水黽在水下發出的求偶叫聲可以達到100分貝——大約相當於摩托車的音量——這些發現將於7月2日在格拉斯哥舉行的實驗生物學學會年會中公佈。
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求愛的水黽的叫聲甚至可以傳到陸地上的人耳中。“令人驚訝的是,儘管聲音從水中傳播到空氣中時會損失 99%,但這種叫聲非常響亮,以至於走在河岸邊的人實際上可以聽到這些微小的生物在河底歌唱,”這項新研究的合作者 James Windmill 在一份準備好的宣告中說道。他在格拉斯哥斯特拉斯克萊德大學超聲工程中心工作。
水黽求偶叫聲錄音
這項研究中使用的水黽樣本採集於巴黎的一條河流和法國莫爾桑日-奧爾日的一個池塘。研究人員記錄了13只雄性水黽各自產生的聲音壓力級(距離在 0.5 到 13 釐米之間),然後將音量與記錄的交流叫聲進行了比較,比較物件包括其他 227 種動物(包括兩棲動物、節肢動物、鳥類、魚類、哺乳動物和爬行動物)——其中 17 種動物有水下聲級的估計值。同等體型下聲音第二大的動物是什麼?是槍蝦(Synalpheus parneomeris)。根據分析,同等體型下聲音出奇地小的物種是螳螂(Mantis religiosa),它大約 60 毫米長,叫聲約為 43 分貝。
科學家推測,大多數動物進化到將其叫聲保持在低沉的轟鳴聲以下,以免引起捕食者的注意,但又要足夠響亮,以便潛在的配偶能夠找到它們。Windmill 和他的同事們認為,水黽可能足夠快,可以逃脫任何“聽覺捕食者”,或者它可能根本沒有任何捕食者。
這些雄性水黽透過將其右側陽側片(一種用於交配的抓握器官)的摩擦部與腹部的第八節摩擦來發出叫聲。這種浪漫的“樂器”似乎並沒有被任何內部共鳴器官放大,因此生物學家和工程師們正在困惑,這個小傢伙究竟是如何發出如此大的聲音的。更小的是摩擦部和腹部節段之間的接觸面積,大約為 50 微米寬。“我們真的不知道它們是如何利用如此小的面積發出如此大的聲音的,”Windmill 說。
正如研究人員指出的那樣,在水下發出聲音比在空氣中要容易得多,但這種小蟲可能正在利用這兩種環境之間的相互作用。這種淡水昆蟲用所謂的疏水毛在身體前側保持一個氣囊。“這可能會由於空氣和水之間的阻抗差異而引起復雜的微聲學環境,產生反射和折射,”Windmill 及其同事在PLoS ONE上六月份發表的一篇論文中寫道。
弄清楚這種微小的發聲器是如何發出聲音的,可能有助於生物學家監聽和記錄其他昆蟲,以便對生物多樣性進行聽覺監測,這在追蹤水生動物時尤其有用。Windmill 補充說,工程師們或許可以將這些資訊用於改進人造聲學和聲納。
水黽影像由 Jerome Sueur 提供