鳥類沒有外耳，如何感知聲源？

外耳對于哺乳動物識別不同高度的聲音非常重要。不同于哺乳動物，鳥類沒有外耳，但也能夠準確識別不同高度的聲音。慕尼黑工業大學（Technische Universit?t München，TUM）的研究團隊揭示了鳥類通過整個頭部定位聲音的機制，他們的研究發表在PLOS ONE雜志上。春天，當兩只畫眉鳥為吸引異性而競相歌唱時，雌鳥必須準確判斷聲音的位置，才能找到心儀的追求者。

慕尼黑工業大學動物學主任Hans A. Schnyder說：“因為鳥類沒有外耳，因此人們一直認為它們無法準確判斷聲音的高度，但雌性畫眉能夠根據歌聲定位它要選擇的伴侶。”

哺乳動物借助于外耳的特殊結構，吸收、反射或衍射聲波，最終判斷垂直面聲源位置，但鳥類是如何感知這些差異的呢？

頭部充當外耳

通過研究烏鴉、鴨和雞這三種鳥類，Schnyder發現，鳥類也能夠準確判定不同高度的聲源。鳥類略呈橢圓形的頭部似乎與哺乳動物的外耳對聲波的解析方式類似。

Schnyder說：“我們檢測了鳥鼓膜對不同高度聲源的感知音量。”所有與耳朵在同一邊的聲源，其感知音量大小相差無幾，與聲源高度沒關系。另外一側的耳朵能夠通過感知音量大小的差異，準確判斷聲源的高度。

不同的音量對應不同的聲源

這完全取決于鳥類頭部的形狀，取決于聲音到達頭部時，發生反射、吸收還是衍射。科學家發現，鳥類的頭部能夠準確甄別某些方向的聲音，其它的聲波則穿過頭部被另外一只耳朵感知。

鳥類的大腦通過兩只耳朵感知音量的差異并判斷聲音是來自于上方還是下方。Schnyder補充道：“這就是鳥類準確判斷聲音位置的方式。這個系統是非常精確的，鳥類能感知側面垂直方向上-30°~30°范圍內的聲音。”

聽覺與視覺相互配合進行定位

為什么鳥類需要用聲音高度進行定位的能力？大部分鳥類的眼睛位于頭部兩側，擁有幾乎360°的視野范圍。再加上它們辨別聲音高度的特殊能力，能通過綜合視覺和聽覺的信息，更有效地躲避捕食者。

少量猛禽（例如倉鸮）采取了完全不同的策略。它們在夜間打獵，并且和人類一樣，眼睛是朝前方的，臉上的羽毛能夠像外耳那樣加工聲波。倉鸮對前方聲音的感知能力比該研究中涉及到的其它鳥類都要強。

因此，正如早期研究工作指出的，鳥類的視覺和聽覺能夠完美配合。Schnyder總結道：“我們的最新發現也支持這個結論——視覺與聽覺的配合是動物進化上一個非常重要的原則。”

（譯審：XQ Chen）

發表于 2015-08-18 00:00
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