蝙蝠和重金属乐迷有什么共同点

它们都使用喉部的同一部位发出尖叫——音域令人印象深刻。
Daubenton's bat is similar to metal singers
达氏长翼蝠。盖蒂图片社

有些种类的蝙蝠以其回声定位能力(利用声音寻找食物)而闻名。它们诡异的尖叫声进食习惯和獠牙也使它们历史上与黑暗、吸血鬼等联系在一起。然而,它们发出的怪异叫声可能比人们曾经认为的还要独特

一项昨天在开放获取期刊《PLOS Biology》上发表的新研究发现,蝙蝠利用喉部特殊的结构来发出高频的回声定位叫声和低频的社交叫声。而且,为了让它更具音乐性,用于发出低频叫声的结构与死亡金属歌手的嘶吼声所使用的结构相似。

高速摄像机显示了达氏长翼蝠的发声膜和假声带以不同的频率振动。致谢:南丹麦大学。

能够进行回声定位的蝙蝠,例如大蹄蝠(Rhinolophus ferrumequinum)和大棕蝠(Eptesicus fuscus),拥有高达 7 个八度的巨大音域,而大多数哺乳动物(包括人类)只有 3 到 4 个八度。它们的回声定位叫声和社交叫声在哺乳动物中独树一帜,频率范围在 1 到 120 千赫兹之间。

在这项研究中,来自南丹麦大学 的研究团队试图更好地理解不同的发声结构如何让蝙蝠发出如此宽广的叫声。

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他们提取了五只成年达氏长翼蝠(Myotis daubentonii)的喉部,并以每秒 250,000 帧的速度拍摄,同时通入空气模拟发声。然后利用机器学习技术重建了被喉部其他结构遮挡的发声膜的运动。

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气压在发声膜上产生了持续的振动,频率在 10 到 70 千赫兹之间。这足以让蝙蝠发出高频的回声定位叫声。相比之下,位于声带正上方的较厚膜状褶皱,即室旁褶,其振动频率在 1 到 3 千赫兹之间。这意味着它们很可能参与产生蝙蝠的低频社交叫声。

一些人类实际上会利用喉部的室旁褶来发出低频的叫声,例如死亡金属歌手发出的嘶吼声以及图瓦喉音(一种在图瓦、蒙古和西伯利亚演唱的歌唱方式)。

据作者称,这项研究是首次直接观察到蝙蝠发声结构中能够同时产生回声定位叫声和社交叫声的持续振动。

“我们发现蝙蝠通过振动其声带延伸出的极薄、极轻的膜来发出用于回声定位的高频超声波叫声,”作者在一份声明中写道。“为了扩展其有限的较低音域,蝙蝠会利用其室旁褶发出攻击性叫声——就像死亡金属的嘶吼声一样。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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