說到唱歌,蝙蝠比大多數物種的牙齒更勝一籌。當然,牠們的曲調可能不會出現在前 20 名的名單中,但他們的叫聲橫跨了從 1 到 120 千赫茲的大約 7 個八度音階的巨大頻率範圍,遠遠超出了人類的聽覺範圍。
由於南丹麥大學的研究人員對蝙蝠解剖學進行了一項新研究,我們現在對它們是如何製造以及為什麼製造牠們有了更深的了解。
在更高的頻率下,蝙蝠的叫聲用於迴聲定位。較低頻率的叫聲是蝙蝠相互交談的方式。
有趣的是,為了發出低沉的咆哮聲,蝙蝠在喉嚨裡使用了類似咆哮的死亡金屬和圖瓦人喉嚨歌手所使用的結構。
這些被稱為心室褶皺或假聲帶,蝙蝠似乎用它們來發出 1 到 5 千赫茲的聲音,通常是在一個對抗的情況下。這似乎表明,這些叫聲至少有時是被用來向其他蝙蝠發出挑戰或警告的。
南丹麥大學生物學家 Coen Elemans 說:「我們首次確定了喉部內部有哪些物理結構會振動以發出不同的聲音。舉例來說,蝙蝠可以使用所謂的假聲帶發出低頻的呼叫——就像人類死亡金屬歌手所做的那樣。」
在人類中,心室皺襞位於聲帶上方,但不直接參與正常說話或唱歌的聲音中。人們認為它們有助於保護聲帶,有助於保持壓力,並可能有助於塑造聲音。只有在專業的發聲形式中——比如唱歌——這些褶皺才會直接參與聲音的產生。
包括人類在內的大多數哺乳動物發聲範圍約為 3 到 4 個八度音階。為了解蝙蝠如何產生相對較寬的頻率範圍,Elemans 和他的團隊決定進行一些實驗。
他們對 8 隻野生道氏鼠耳蝙蝠 (Myotis daubentonii) 的成年標本實施了安樂死,並取出了牠們的喉部器官。然後,將其中 5 個喉部安裝在一個旨在重現發聲動態的實驗裝置中,並應用氣流來製造聲音。所有這一切都以每秒 25 萬幀的速度拍攝,以捕捉聲音所產生的最細微差別。
機器學習被用來重建其他喉部結構遮擋的聲帶運動。
發現聲帶以 10 到 95 千赫茲的頻率振動。這是一個與迴聲定位的尖叫聲一致的範圍。 最高音的叫聲是使用微米級的聲帶發出的,這是聲帶末端的一種結構,我們的靈長類動物祖先很可能也有,但在成為人類的道路上時ㄕ消失了。
Håkansson 解釋説:「我們第一次直接拍攝了這些聲帶。為了展示它們的振動,我們需要以極高的速率拍攝,每秒高達 250,000 幀。我們在喉部看到了許多適應性,我們認為這些適應性是蝙蝠能夠非常快速地發出高頻呼叫的原因,使牠們飛行時可以捕捉昆蟲。」
然而,在最低頻率1 到 3 千赫茲之間振動了心室皺襞。因此研究小組得出結論,這些很可能與蝙蝠發出的低吼聲有關。
目前還不完全清楚這些咆哮意味著什麼。研究人員又捕獲了九隻蝙蝠並記錄了牠們的發聲。只有三隻蝙蝠咆哮:當牠們在稱重後返回棲息地時,或者當被人類撫摸時。研究人員說,這可能是了解咆哮目的的線索。
南丹麥大學的生物學家 Lasse Jakobsen 說:「有些看起來好鬥,有些可能是煩惱的表現,有些可能具有非常不同的功能。 但是,他補充說還不知道。」
不過確信的是,未來任何關於蝙蝠發聲的研究結果都將成為我們的音樂。
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參考資料:
- Starr,M., (2022,Nov 30). Bats Growl at Each Other Like Death Metal Singers And It’s Probably Not Out of Love. ScienceAlert
- Håkansson J, Mikkelsen C, Jakobsen L, Elemans CPH (2022) Bats expand their vocal range by recruiting different laryngeal structures for echolocation and social communication. PLOS Biology 20(11): e3001881. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001881
- 圖片來源:https://www.sciencealert.com/bats-growl-at-each-other-like-death-metal-singers-and-its-probably-not-out-of-love(圖:K-Kucharska_D-Kucharski/iStock/Getty Images Plus)