動物發聲的器官是怎么進化來的？

動物發聲的器官是怎么進化來的？為什么分歧的動物，發聲體例年夜分歧？

追本溯源——擁有“喉嚨”的魚

眾所周知，人類和很多哺乳動物都是依靠喉嚨來發作聲音的。然而喉嚨這平生理器官卻并非在生命發源之初就存在。事實上，年夜約在4億年前，廣袤的海洋中呈現了一種“另類”的魚，它就是最早擁有“喉嚨”的肺魚。

肺魚的幼體酷似蝌蚪，腹部長有吸盤，當作年魚的雙鰭就像兩條黑色的小細腿，可以或許支撐它們在水中“行走”。而這種魚最年夜的特色就在于它們的魚鰾進化出了半斤八兩發財的肺，可以讓它們在河水干涸或水中缺氧時直接呼吸空氣中的氧氣。

然而，可以直接接收氧氣的肺部對肺魚來說當然是救命的寶物，可是也很有可能當作為致命的弱點。會泅水的人都知道，若是在浮出水面換氣時，不小心將水嗆進氣管，長短常危險的。若是順著氣管進入肺部的水量很少，或許可以經由過程猛烈的咳嗽將水排出，而一旦嗆入年夜量的水，則有可能危及生命。

通俗的魚用鰓呼吸，天然不會呈現“被嗆到”的工作，但肺魚的心理布局卻決議了它們若是也像通俗的魚一樣呼吸，就不免會被水“嗆”到。為了將兩種呼吸體例協調起來，肺魚便在鰾管的上端進化出了一個環形的纖維括約帶。當括約帶縮短時，就將肺與消化道隔分開來，使水不會進入到肺里，而這一布局恰是最原始的“喉”。不外肺魚的“喉嚨”固然已經初具雛形，卻還不具有發聲的功能，只是為發聲奠基了心理根本。

第一種用聲帶發聲的動物——蛙

跟著兩棲動物的呈現，操縱聲帶發聲的機制也有了質的飛躍。因為兩棲類動物有較長的時候在陸地上糊口，是以越來越多的動物起頭利用肺部呼吸，而它們的鰓則起頭退化。一部門兩棲類動物的鰓弓逐漸在喉門四周形當作了喉嚨支架，而此中最凸起的就是蛙類的進化。一部門蛙類在喉門兩側，進化出了一對富有彈性的纖維帶，也就是我們此刻所說的“聲帶”。再加上蛙類還擁有發財的喉部肌肉，是以蛙類當之無愧地當作為了最早利用聲帶發聲的動物。

雄性的蛙類擁有一對或單個鳴囊，可以在發聲時發生共識，是以我們日常平凡聽到的嘹亮的蛙聲年夜多是雄性蛙類發出的，而此性蛙類則沒有鳴囊這一布局，是以聲音就要比雄性蛙類沉悶一些。但無論若何，利用喉嚨聲帶發聲的質變就在兩棲類動物身上發生了，而在此之后，動物的發聲也跟著進化偏向的分歧起頭呈現了分化，呈現了好壞有此外發聲系統。

好壞有別——物種分歧，發聲分歧

爬行類動物是所有動物傍邊喉部發聲器官最不發財的一種了，此刻人類已知的年夜大都爬蟲類都不克不及發聲，盡管如斯，爬蟲類的喉器與兩棲動物比擬，在布局上也有了進一步的分化。好比蜥蜴的聲門進步化出了一條粘膜皺襞，可以分隔空氣和食物；再如鱷類進化出發聲器官已與哺乳動物相差不多。是以，蜥蜴類和鱷類中會發聲的種類比其他爬蟲類要多得多。

鳥類的發聲環境則要好得多。在進化過程中，鳥類逐漸形當作了以鳴管為本家兒的發聲系統。鳴管位于氣管和支氣管的交壤處，在鳴管中心有一腔，叫鳴室。當有氣流顛末時，鳴管的管壁變薄，隨氣流振動發作聲響，而鳴室則能發生共識結果，這也是為什么鳥兒的聲音清脆、敞亮之故。除此之多點，鳥類的鳴管上還附著了幾多不等的鳴管內肌與鳴管外肌，每一塊肌肉都能零丁縮短和舒張，如許一來，鳥類，尤其是鳴禽類便能切確地節制氣流，發出委婉悅耳的鳴啼聲了。

而在發聲這條路上，走得最遠的莫過于哺乳動物了。起首，哺乳動物在進化中極年夜地完美了本身的發聲器官，其喉嚨的布局既精美又復雜，不僅對氣流的節制達到很是自如的境界，并且還有專門庇護喉嚨布局的軟骨。別的，哺乳動物的口腔以及口腔中的舌頭、牙齒、雙頰、鼻子等等布局都當作為了發聲的輔助器官。如許一來，哺乳類動物的聲音系統就已經很完美了。

相對于一般的哺乳動物，人類則要更進一步。因為豎立行走減小了肺部和聲帶的壓力，人類可以更切確地節制氣流所發生的振動，而喉部肌肉也能更便利地舒張與伸縮；豎立也使口腔與喉部形當作了一個直角，與連當作一線的布局比擬，前者在發音過程中可以形當作更多的阻礙，便于發出各類分歧的聲音；最后，豎立還減輕了鼻腔受到的頭部所帶來的壓力，使鼻腔真正地具有了共識腔的感化。如斯一來，人類就可以或許等閑地發出林林總總的聲音了。

形似神非——年夜象與貓，發音有別

此刻我們已經知道，人類和其他高級哺乳動物的發音系統是有著良多共性的，那么是不是說人類與所有哺乳動物的發音機制都不異呢？

事實上，哺乳動物的發聲機制根基上可以分為兩類。第一類是經由過程神經旌旗燈號本家兒動節制喉部肌肉縮短來進行發音。這種發聲體例有點近似于門鈴或者是手機的蜂鳴聲，它們的發聲很有紀律，可是需要動力的支撐，而“動力”其實就是年夜腦發生的旌旗燈號或指令。貓咪所發出的“喵喵”聲，就是如許發生的。

第二種發聲體例則是操縱肺部的空氣暢通帶動聲帶振動而發作聲音，這種發聲體例則更像是吹奏木管樂器，不需要去決心地節制肌肉群，只需要節制呼吸發生氣流就能發作聲音。我們人類就是用如許的體例發作聲音的。

對于年夜部門哺乳動物，科學家在持久的研究中都已經破解了它們發音之謎，然而唯有年夜象的聲音是若何發出的，一向困擾著科學家，因為要把科學儀器置入年夜象體內是半斤八兩的危險的。直到比來，德國柏林動物園捐募出的一個滅亡的非洲象的完整喉部，才給了科學家一個摸索謎底的好機遇。

因為年夜象喉部是被切除下來的，研究人員做嘗試時頗費了一番周折。為了模擬一個真實地近似年夜象體內的發音情況，研究人員起首建造了一小我工的空氣槽，并給它加熱加濕，形當作一個仿真的年夜象“肺部”，使它可以發生常規地氣流和壓力；隨后，他們將年夜象的喉嚨和“肺部”毗連在一路，籌辦進行不雅測。經由過程高速相機的記實，研究人員不雅測到了氣流顛末時，年夜象喉嚨部位聲帶的震動。

研究成果表白，年夜象也是操縱肺部的空氣暢通帶動聲帶振動而發作聲音。然而奇奧的是，年夜象卻能發出兩種聲音，一種是我們可以聽到的昂揚敞亮的聲波，還有一種倒是我們聽不到的次聲波。這種次聲波在象群里被普遍地應用：象群的頭象用這種聲音批示整個族群的動標的目的；交配期的公象用這種聲音來威懾本身的“情敵”；象媽媽更是用這種聲音來標的目的不在本身身邊的小象傳達“我在這”的信息。

為何年夜象的發聲頻率規模如斯寬泛？莫非年夜象自己有兩套發聲機制？這仍然是科學界的一個未解之謎，還需要我們繼續不竭地摸索研究。

在這熙熙攘攘的動物宿世界中，聲音永遠是一種不成或缺的元素，動物們靠發聲互相聯絡，分辨敵我，順應復雜的情況。對動物發聲的研究，能使我們加倍深刻地領會自我和我們的動物伙伴。