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作者: 阿猪 主题: 动物利用回声的技巧
在空旷的山谷或大厅堂中叫喊,可以听到由山坡或墙壁反射回来的同声。在小树的树林子里叫喊,虽然也有声波反射回来,但我们罕有能听见这些同声,因为耳朵不大理会它们。若使用录音带把声音录下,则可以照相反次序——首先是回声然后是叫喊声——把录音播出。这时回声是明显的,而且声调此原叫喊声显著地较高。这是因为叫喊声含有好几种波长的声波,小树反射波长较短的高声调声波较好,而波长较长的声波则散射向各方面去,故回声之声调便较原声音高。
声波当然比海波短得多。每秒二百五十六次振动的中央C调,须有广告牌那么大的表面,才能反射出一个清楚的回声。由一种蟋蟀所发的高声调,大约在中央C以上五音阶,需要一颗直径很大的树干才可以适当地将之反射。一只蝙蝠的叫声,其调子太高了,包括有每秒十三万次的振动,人耳无法听得见。蝙蝠的小口能有效地发出这些短声波,而耳朵则接收由前面障碍物反射的回声。
某些鼹鼠和地鼠显然也有此种本领。这些地上的生物,也常发出超声,根据回声侦知对面的情况。这在光线太暗弱时,对它们是很有帮助的。
科学家发现,有两种营巢于完全黑暗洞穴的鸟类,能凭借它们“唧唧”声的回声,探路至其栖息之所。这类穴居的鸟类,最大的是油鸟,由秘鲁东至委内瑞拉以至南美洲北部的圭那亚,均有它们的踪迹。
油鸟居住在高而狭的洞穴中,受到惊扰后就开始四处飞,但并不飞到近洞较光亮处。它们尖鸣的声音很大,震耳欲聋。油鸟颇像鹰,两翼伸展后很宽,羽毛为褐色,上面有许多白色斑点。它的喙强而有力,尖端弯曲向下,眼睛在强光下显出红色。它们可以随意把身体悬于洞中几乎垂直的峭壁上,常是一对一双地,巢则筑于洞壁上署有岩石凸出之处。它们不规则的重复的唧唧声,声调高,但人耳可以听得见。
油鸟白天睡觉休息,晚上出来觅食。它们吞食各种棕橺树出产的像李子般的果实,包括商业上油棕的果实,再吐出里面有壳的种子。这些吐出的种子,不久就在油鸟营巢的洞中萌芽,只是由于没有阳光而枯萎。由于油鸟所吃的果实富含油质,所以它们都显得很胖。当地人花费一加仑煤油的代价,走进油鸟洞中捕捉这些油鸟,就是为了油鸟的脂肪。油鸟脂肪可作燃油。油鸟竭力避免光,却产生油脂为人们驱除家中的黑暗,实在是一个笑话。
另一种能凭自己叫声之同声探路的鸟,是小褐雨燕,产于印度南方以至澳洲一带。它们构筑于洞中深处的巢,完全以其黏稠唾液筑成。小褐雨燕白天出洞,觅小昆虫为食,晚上栖息于蝙蝠白天栖息的洞中。在黎明和黄昏,小褐雨燕和蝙蝠,便互相交换地盘,彷佛日夜班工人交班似的。小褐雨燕在黑暗中,是以发出人耳可听见的叫声来探路。其声音仿如小孩子迅速旋转齿轮玩具的声音。
回声对水生动物也是重要的。齿鲸和海豚很适应于海洋生活。它们游泳本领高超,故能捕鱼与乌贼为食。它们是以可以听见的噑叫声及超声彼此通讯,并利用回声定位法,辨认和追踪食物。
鲸的叫声性能良好,在同样的传导距离内,比空气吸收较少的声能。水是回声定位法的理想介质,因为声振动在水中传播,此在空气中快了几达五倍。声在水中的反射规律仍如在空气中一样:一个表面要能反射音声波,其大小必须此波长大几倍。在水中,中央C调的声音,罕有能从小于一般数万吨巨轮的任何物体反射回去。为了要利用回声,水生动物若不限于侦察极大的物体,就必须发出极高调的声音,鲸鱼和海豚是依赖其超声的呼喊而侦察物体。人类只是近年来才有了类似的侦察工具。
鲸和海豚有一种遗传上的障碍。它们是哺乳动物,耳中也包含有几块小骨,具有传送的杠杆作用,将耳鼓膜的振动传入内耳,成为内耳中液体的振动,大约在五千万年以前,它们的祖先在沿海地区过着两栖生活,当在陆上被别的动物追逐时,便逃入海中。在空气中有用的耳,一旦永远在水中生活及开始加长潜泳时间,就不适合了。
在好几千年的时间里,鲸的耳孔就缩小至铅笔直径大小。耳道也变成为蜡质的耳塞所填充。这蜡质的耳塞,科学家发现有年轮,显示鲸鱼的年龄。水中的声振动,经蜡质的耳塞传至中耳那三块像杠杆样的小骨,正如通畅的耳道与耳鼓在空气中那么有效。
同时,在鲸类中,那环绕着耳骨充满了空气的空间,扩大至环绕着敏感的内耳为止,让内耳在音响上与身体隔离。这空间大部份以稳固的泡沫填充。此泡沫有双重作用:其一,当鲸潜入深至深水时,保护耳朶,免受水中的巨大压力。其二,泡沫也是一种神奇的防声物质,防止声音由身体之途径传进耳中,使鲸只注意那由蜡质耳塞传入之声振动。
作者:张玉洁