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原来鸟类都有一种叫做鸣管的特殊发声器官,位于气管和支气管交界处,像一个结构复杂的音乐盒,它有一条骨质带,上面绷紧着由肌肉控制的薄膜。鸟儿把空气从肺里逼出来,这些肌肉巧妙地收紧或放松使薄膜震动就能发出鸣声。根据不完全统计,一只哥鶋一天可唱3000个音曲,由许多单间节和多音节组成。其它鸟的鸣声也各有差异。
十分有趣的是:像蹫、鹤、大雷鸟等气管都很长,就像螺号一样是盘曲环绕在皮下成龙骨突中的,还有的竟缠绕全身,其实际长度已远远超出体长,其结构简直像铜号一样,怪不得古人用“鹤鸣于九皋、声闻于天”来形容其鸣声的悠远。
《自然》:研究揭示鸟类鸣叫始终悦耳的奥秘
鸣禽总是可以不费力气地发出悦耳的叫声,但实际上,这是终生严格训练和修正的结果。美国科学家的最新研究进一步证实,高度熟练技巧的微小波动变化是让鸟儿叫声能够始终悦耳的根本条件。这一发现也有助于解释为何人类能够长期保持高精度的运动技巧,比如运动员和音乐家。相关论文发表在12月20日的《自然》杂志上。
领导该项研究的是美国加州大学旧金山分校的Michael Brainard,他和同事针对成年白腰文鸟(bengalese finch,一种小型雀类)的研究表明,自然波动是许多动物固有的一种内嵌(bulid-in)机制,它能够让神经系统拥有多样化的选择,从而向达到或维持最优运动技巧的目标前进,即使在机体发生老化或者伤病时。
论文第一作者Evren Tumer表示,“许多科学家认为,神经系统无法高度精确地控制身体运动,因为毕竟我们不是机器。但新的研究却说明,微小的波动变化能够为维持运动技巧做出贡献。”他举例说,“高尔夫球手的完美挥杆动作并不需要他的体内和外界是绝对静态的环境,相反,机体系统中总有微小的因素在不断改变,比如肌肉的疲劳程度。为了保持最佳运动姿态,神经系统需要持续地‘试验’,从而进行一些修正。”
科学家通过长期研究已经发现,鸣禽的声调是一项相当复杂的技巧,保持着高度刻板的一致性。通常雏鸟需要数月的时间来练习声音,它们首先记住父辈的音调,随后在丰羽期不断尝试各种发声,并与记忆中父辈的声调对比。在这一过程中,鸟儿通过听觉反馈,持续地对声音进行微调,直至最后达到稳定甚至近乎固定化(crystallized)的声音。而对成鸟而言,它们也需要通过听觉反馈来维持歌声。在此前的研究中,Brainard发现如果鸟儿是聋的或者通过干涉混淆它们的听觉反馈,它们声音的保真度将大打折扣。
不过,鸣禽通过听觉反馈进行声音调制是否能够以一种可预见的方式进行,仍旧是个未解之谜。为此,在最新研究中,Tumer和Brainard利用计算机系统监控了白腰文鸟目标音调片段的微弱自然波动,而后用短脉冲的白噪音对其施加干扰性听觉反馈。结果发现,鸟儿发生了“立竿见影”的反应,它们尽力改变声调,避免再听到该噪音。而这一改变音节恰巧就发生在监控的目标片段。Tumer说,“这太神奇了。这项研究首次证实了,你可以‘捕获’这种高度熟练的运动行为,并且按照预定的方式改变它。”
Brainard此前的一些研究还有更有趣的发现。当雄性鸣禽在向异性歌唱时,声音的可变性会大大减弱。研究人员推测,这可能是由于压力的原因,即环境引发特定神经化学递质释放,并作用于神经中枢,增强了声音的维持能力
01 鸟类的发声器位于气管和支气管的交界处,叫做鸣管。从鸣管管壁伸展出弹性的皮肤褶,称为鸣膜。当比较强大的气流从肺部呼出时,引起鸣膜的振动,就发出声音来。鸟类鸣叫是在内外界环境条件刺激下的一种复杂反应,在它们的生活上有着重要的意义。
黎明拂晓,太阳刚从东方升起,早起的麻雀开始在树枝上追逐跳跃,吱吱喳喳地喧闹。大公鸡也一跃而起,站立在高处,迎着朝霞,引吭高歌,与麻雀此呼彼应。新的一天又开始了。
鸟类为什么会鸣叫?
鸣叫,是鸟类在外界环境条件刺激下的一种复杂的反射性反应。经过科学家研究,鸟类的鸣叫可分为叙鸣和啭鸣两种。
叙鸣,是日常生活中无论雌鸟或雄鸟都能发生的鸣叫,可以作为对环境刺激的一种保护性或防御性反应。如家鹅遇到生人跨门而入的时候,就狂叫不已并引颈攻击。大雁夜晚栖息的时候,只要稍听到一点动静,就大声鸣叫以示警戒。在鸟类集群生活中,通过叙鸣可以保持个体间的联系,如母鸡率领一群雏鸡出外觅食时,常“咯咯”鸣叫,幼雏听到叫声就追随在母鸡身边。又如鸿雁南归时,离群的孤雁常以鸣叫进行联络。此外,叙鸣还是一种求食的反应,如留巢性的雏鸟饥饿时常在巢内鸣叫,直到亲鸟投食饱餐后才停止叫声。这种鸣叫是比较普遍的,音调也单纯。
啭鸣,是雄鸟在絷殖季节所特有的一种鸣叫,是鸟类婚期行为之一。在春夏繁殖季节,许多种类的雄鸟,特别是画眉、百灵、芙蓉鸟等,鸣声婉转动听而有一定的韵律,且鸣叫比其任何时候都频繁。这种鸣声刺激雌鸟,也有利于相互识别,因而容易进行交配。啭鸣具有周期性;在交配产卵后孵卵育雏期间,雄鸟的啭鸣就逐渐减弱,以至于完全停止。有人认为啭鸣和性腺的活动有关,并受内分泌物的支配。
鸟类的发声器位于气管和支气管的交界处,叫做鸣管。从鸣管管壁伸展出弹性的皮肤褶,称为鸣膜。当比较强大的气流从肺部呼出时,引起鸣膜的振动,就发出声音来。善鸣的鸟类,在鸣管处还有5〜6对鸣肌,调节着鸣膜的松紧度,以发出变化多端的鸣声。鸣声的高低除和鸣膜的松紧度有关外,还决定于从肺部呼出的气流量的大小,因此和呼吸肌的运动有关,这些都受着神经的支配。
鸟类鸣叫是在内外界环境条件刺激下的一种复杂反应,在它们的生活上有着重要的意义。
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