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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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馬兒嘶鳴為何高亢？研究揭示馬的“雙聲部”發(fā)聲方式
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馬兒嘶鳴為何高亢？研究揭示馬的“雙聲部”發(fā)聲方式 2026-02-24 15:05 中文里，“嘶鳴”是對(duì)馬兒叫聲的專屬描述，其中既有低沉的隆隆吼聲，又夾雜著尖銳嘯聲。這種叫聲一直讓生物學(xué)家感到困惑：體型龐大的馬，為什么能發(fā)出如此尖銳的高頻聲音，而這兩種完全不同的頻率又是如何同時(shí)產(chǎn)生的呢？ 2月23日，一項(xiàng)發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上的研究首次揭示了其中的奧秘。由瑞士、奧地利等多國(guó)科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，馬嘶鳴中的高頻成分并非來(lái)自我們通常認(rèn)為的聲帶振動(dòng)，而是一種由空氣高速流過(guò)喉部狹窄通道產(chǎn)生的“哨聲”。 長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)界普遍認(rèn)為哺乳動(dòng)物發(fā)聲遵循“聲學(xué)異速生長(zhǎng)”規(guī)律，即發(fā)聲器官的大小與體型成正比，因此大型動(dòng)物通常發(fā)出低沉的聲音。按照這個(gè)模型，一匹500公斤的馬，其發(fā)聲頻率本應(yīng)低于100赫茲。然而，馬的嘶鳴聲中，高頻部分可以輕松超過(guò)1000赫茲，這顯然無(wú)法用傳統(tǒng)的聲帶振動(dòng)理論來(lái)解釋。 新的研究提出了一個(gè)截然不同的觀點(diǎn)：馬的嘶鳴是一種“雙聲部”發(fā)聲（biphonation），即同時(shí)由兩種獨(dú)立的機(jī)制產(chǎn)生聲音。當(dāng)我們聽(tīng)到馬嘶時(shí)，其實(shí)是聽(tīng)到了兩個(gè)聲音：一個(gè)是由傳統(tǒng)聲帶振動(dòng)產(chǎn)生的、符合其龐大體型的低沉基頻，另一個(gè)則是由喉部特殊結(jié)構(gòu)“吹”出的高頻“口哨”。 為了驗(yàn)證這一假設(shè)，研究團(tuán)隊(duì)首先利用離體的馬喉進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。他們分別向其中吹入普通空氣和密度更小的氦氣。如果馬兒是依靠聲帶等物理組織振動(dòng)發(fā)聲，那么改變氣體密度不會(huì)影響其振動(dòng)頻率，喉嚨發(fā)出的音調(diào)也就不會(huì)改變。但如果是像吹口哨一樣的氣體共振發(fā)聲，聲音在氦氣中傳播速度更快，音調(diào)就會(huì)顯著升高。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，馬喉產(chǎn)生的低頻聲在兩種氣體中保持穩(wěn)定，而高頻聲在氦氣中則急劇升高，這證明“哨聲”不是由聲帶振動(dòng)產(chǎn)生的。 接著，研究團(tuán)隊(duì)利用CT掃描技術(shù)對(duì)馬的喉部進(jìn)行三維成像，掃描發(fā)現(xiàn)了一些可能形成“口哨”的特殊解剖結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)內(nèi)窺鏡實(shí)時(shí)記錄發(fā)現(xiàn)，在嘶鳴開(kāi)始時(shí)，馬的喉部會(huì)先收縮形成一個(gè)狹窄的縫隙并產(chǎn)生高頻哨聲，隨后聲帶才開(kāi)始振動(dòng)，加入低沉的聲音，最終形成高低音混合的完整嘶鳴。 論文作者指出，這種“雙聲道”發(fā)聲機(jī)制可能是在進(jìn)化中形成的獨(dú)特生存策略，使馬能通過(guò)一個(gè)聲音同時(shí)傳遞多種信息。例如，低沉的頻率可以反映其體型和力量等靜態(tài)信息，而高亢的哨聲則可以動(dòng)態(tài)地傳遞興奮、警告等情緒狀態(tài)，二者互不干擾。這種復(fù)雜的信號(hào)系統(tǒng)對(duì)于馬這種社會(huì)性動(dòng)物的遠(yuǎn)距離溝通和群體協(xié)調(diào)至關(guān)重要。 參考文獻(xiàn)： Lefèvre, R. A., de Beauchesne, L. B., Sabarros, F., ... Reby, D., Fitch, W. T., & Briefer, E. F. (2026). The high fundamental frequency in horse whinnies is generated by an aerodynamic whistle. Current Biology, 36(4), 902-911.E4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.12.033 |
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