【大纪元2024年03月26日讯】（英文大纪元记者Michael Wing报导／赵孜济编译）在深海中，巨型哺乳动物鲸鱼在看不见的水域中游泳，并用神秘的歌声找到彼此。虽然海军最早在1960年代就知道鲸鱼的歌声，而且水手们早就通过船体听到了它们令人毛骨悚然的叫声，但直到此前，鲸鱼如何唱歌仍然是一个谜。
类人猿等陆地哺乳动物的视力经过微调，具有鲜艳的色彩敏感度。人类生活在由视觉交流驱动的文明中。对于鲸鱼这种深海的大型哺乳动物来说，情况并非如此，它们珠状的眼睛在声音世界中处于次要地位。
在水下，声音的传播速度几乎是陆地上的五倍。声音本质上是粒子形成的振动，形成在空气或水中传播的波，耳朵将其转化为声音。水中粒子的密度相对较高，这意味着它们彼此接触更紧密，因此将振动从一个传递到另一个的传播距离更短，因此声波传播得更快。海洋哺乳动物的生存正是利用了这个看不见的领域。
鲸鱼已经适应了这种特殊的环境，利用声音在海浪下“看到”和交流。自从海军在1967年为我们提供了第一张鲸鱼歌声的唱片以来，科学家们已经了解了鲸鱼是如何听到这种声音的：它们的耳朵专门配备了一个气囊。然而，鲸鱼是如何发出迷人的歌声的仍然是一个谜。海军继续研究这种独特的能力，并试图将其用于开发声纳技术。
最近，一项新的研究检查了搁浅后死亡的鲸鱼的喉咙。研究人员建立了计算模型，揭示了其声音解剖学背后的奥秘。
须鲸是地球上最大的哺乳动物，其中包括座头鲸、蓝鲸和灰鲸。进行这项研究的研究小组发表在著名的《自然》杂志上，由南丹麦大学生物学系的科恩‧埃勒曼斯（Coen Elemans）和维也纳大学行为与认知生物学系的特库姆塞‧菲池（Tecumseh Fitch）领导。
通过检查座头鲸解剖的喉部，他们发现该器官在某些方面与陆地哺乳动物的器官相似。须鲸的喉部保留了其作为海底发声器官的关键作用。然而，两者之间存在着明显的差异。研究人员揭示了负责鲸鱼歌声的机制，该机制由几个部分组成：
鲸鱼有一个细长的U形装置，称为杓状器官。由两个水平方向的软骨组成，其目的是改变哺乳动物声带的位置。
依靠在杓状肌的顶部的是一个纤维状的“垫子”。在鲸鱼中，这可以在呼吸姿势下使用，将空气吹过它们的气孔，或发声位置引起振动，使鲸鱼唱歌。
（由维也纳大学的Tecumseh Fitch和南丹麦大学的Coen P.H. Elemans提供）
在发声位置，来自肺部的空气被捕获在喉部气囊中。研究人员假设，鲸鱼在唱歌过程中可以循环使用空气。
同样值得注意的是，鲸鱼具有陆地哺乳动物所没有的特征：一组“神秘”的鼻塞和口腔塞，可以保护气道免受水的侵害。
这种机制中“垫子”和U形杓状肌相遇的区域是振动的来源，鲸鱼由此发出歌声。歌声由鲸鱼的爆炸性肺提供动力，当处于发声位置时，垫子中会发生由空气动力学引起的振动。
进一步测试后，研究人员能够将这部分解剖结构产生的声频与座头鲸的声音频率相匹配。这种匹配是通过构建喉部的计算模型来实现的，该模型能够成功模拟这种空气动力振动和随后的声音的影响。
“我们的模型准确地预测了我们的实验结果，我们也可以计算出我们在实验室中无法测量的声学特征，例如频率范围”，来自罗切斯特理工学院（the Rochester Institute of Technology）的研究合著者Weili Jiang告诉丹麦大学。
他们计算机生成的预测与座头鲸的自然发声（歌唱）非常吻合。
“1970年，罗杰‧佩恩（Roger Payne）和凯蒂‧佩恩（Katy Payne）录制了第一张座头鲸歌声的原声唱片，引起了人类的深刻共鸣，开启了海洋生物声学领域的蓬勃发展，并引发了全球对海洋保护工作的兴趣”，埃勒曼斯先生说，“这些录音在政治上非常重要，所以它们被载在旅行者号太空任务上。”◇
原文“Scientists Finally Uncover How Whales ‘Sing’ Their Mysterious Songs—And It Involves This Body Part:”刊于英文《大纪元时报》网站。
责任编辑：韩玉#
