蛇既然沒有耳朵,為什么“打草”會“驚蛇”

蛇既然沒有耳朵,為什么“打草”會“驚蛇”
2021年07月25日 11:30 新浪科技綜合

  在《哈利·波特》系列影片中,有一種可以和蛇交流的語言,叫“蛇佬腔”。這種語言來源于薩拉查·斯萊特林,普通人聽“蛇佬腔”只能聽到類似咝咝的吐氣聲。

  哈利波特第一次與蛇溝通,雖然他不是斯萊特林后裔。

  (圖片來源:電影《哈利波特》)

  但是在現實生活中,假若真的有“蛇佬腔”,真的有蛇的語言,我想肯定也不是咝咝聲,而是其他的聲音。至于是什么聲音,這得從一個實驗開始講起……

  Part.1

  “打草”為什么會“驚蛇”?

  一個丹麥的實驗室里,11條球蟒(Python regius)被放在一個玻璃箱里,被輕度麻醉的它們還能活動,只是對頭上插的電極沒那么敏感。為什么要在它們頭頂上插著電極呢?

  這只是為了回答一個看似簡單的問題:蛇沒有耳朵,它能聽到聲音嗎?

  實驗的球蟒

  (圖片來源:Christian Christensen)

  很明顯,球蟒的頭光禿禿的,看不到耳朵這種器官(準確來說,肉眼可見的部分只是耳廓),也沒有耳朵的洞。

  當然不只是它,所有的蛇都沒有耳朵,沒有鼓膜,也沒有中耳的鼓室,似乎它們是不可能聽到空氣中的聲音。

  因為不管什么動物,它想要聽到從空氣中傳過來的聲音,就得有外耳,一個類似衛星鍋蓋的結構,引導聲音傳入耳內

  對于那些有耳朵的動物來說,耳朵的結構分為外耳、中耳、內耳,每個部分還有許多具體結構構成,比如外耳的耳廓,這些結構缺一不可,少了任何一部分都會導致聽聲音變得非常困難,甚至聽不到。

  耳朵的結構

  (圖片來源:starkey)

  蛇沒有像人類那樣的外耳,還缺少了中耳的鼓室,似乎不管是搖滾還是古典樂都聽不到,那印度的吹笛耍蛇是怎么回事?

  事實上,蛇并不是隨著弄蛇人吹笛的節奏起舞,而是弄蛇人笛子的左右擺動和弄蛇人身體的扭動給了蛇指引。只是弄蛇人是障眼法高手,這些技巧不會被在場的觀眾看出來。

  (圖片來源:hand luggage only)

  雖然缺少了那么多重要的聽音結構,但蛇還保留了部分耳朵的結構:內耳,還有聽骨,聽骨連接到了蛇的下顎。

  (圖片來源:文獻1)

  就是說如果蛇想聽到聲音,就必須得緊貼地面,依靠下顎感應地面的振動,然后把震動傳到內耳中,進而感受到聲音。

  這也是為什么打草可以驚蛇,因為打草會讓地面產生一定的振動,蛇感應到振動傳遞的聲音,才會驚動到蛇。要不然就不叫打草驚蛇,改叫“大喊驚蛇”了。

  (圖片來源:physorg)

  聽是能聽到,就是有些“耳背”

  蛇只能感受到地面的振動,聽不到空氣中傳播的聲音,文章似乎到此可以結束了。

  但事實沒有那么簡單,依舊有科學家覺得蛇可以聽到空氣中傳播的聲音,為此爭個不停。

  于是有了前面的一幕,科學家克里斯滕森(Christian Christensen)做了一個實驗,它買了11條球蟒,每一條單獨關在一個玻璃箱里,球蟒上方掛了一個大音響。

  (圖片來源:文獻1)

  音響播放聲音的頻率范圍從80-1000赫茲,響度范圍在50-110分貝之間。接下來只要播放不同頻率不同響度的聲音,看它們的反應就可以知道它們是否得到空氣傳播的聲音了。

  蛇不會說話,科學家如何知道它們是否聽得到聲音?所以科學家在它們頭頂插了幾根電極,用來記錄音響播放聲音的時候,蛇的腦神經和腦干的神經信號,也就是電信號。

  結果,克里斯滕森發現,這些球蟒對80-160赫茲區間的聲音最敏感,這是低頻區間。對比人類,人類的聽力頻率在20-20000赫茲區間,可以看得出蛇雖然聽得到空氣傳播的聲音,但聽力真的不太行。

  100赫茲的聲音是什么樣的? 

  (視頻來源:sonic elecronix)

  如果聲音頻率過高,它們也不是完全聽不到,只是需要提高音響的響度。比如,如果將聲音頻率提高到800赫茲,要想蛇能聽到,至少需要將聲音響度提高到96分貝。

  96分貝是個什么概念?大概就是在你附近打電鉆那么響,不用想這就是噪音,人如果長期在這個環境下生活,早就神經衰弱了。但對于蛇來說,這么大的噪音也就剛剛能聽到,在人類看來這約等于聽力障礙者。

  Part.2

  用頭骨替代耳朵

  那么,蛇在沒有外耳的情況下,聲音是如何傳遞到內耳的呢?

  前面說了,蛇只對80-160赫茲區間的低頻聲音敏感,這些振動頻率很低的聲音不僅可以在空氣傳播,還可以在固體材料有效傳播,比如頭骨。而中高頻的聲音往往只能通過空氣介質傳播。

  也就是說蛇是通過它的頭骨,把外面的聲音傳到了內耳里。這只是一個理論,還得通過實驗來檢驗這個理論。

  于是科學家直接在蛇的頭上安裝了微型振動儀。這些儀器可以發出微微小的振動,然后科學家在蛇的腦袋上測試不同頻率的振動,看蛇的大腦會做出怎樣的反應。

  結果發現,和前面掛音響的實驗一樣,蛇同樣也是對80-160赫茲的振動頻率有反應,更高頻率的振動就沒反應了。因此可以做出結論,蛇可以聽到空氣中低頻的聲響,而且是通過頭骨的振動才聽到的。

  如果現實中真的有蛇的語言,那肯定不是咝咝的吐氣聲。因為這是高頻的聲音,以蛇佬腔竊竊私語的說話習慣,蛇肯定聽不到。所以如果真的有蛇佬腔,普通人聽到這聲音,肯定是悶頭的嗡嗡聲,而且得很費力才能聽得到。

  只不過這悶頭的嗡嗡聲,聽著就很傻氣的樣子,一點沒有斯萊特林家族的陰險特色。

  參考文獻:

  [1]https://journals.biologists.com/jeb/article/215/2/331/11089/Hearing-with-an-atympanic-ear-good-vibration-and

  本文轉自中國科普博覽

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