每一隻鳥 體內都藏着一個獨一無二的大“音箱”

鳥類都是用心在唱歌。它們的鳴叫聲是從一種叫鳴管的鳥類獨有的發聲器官發出的，就位於它們的胸腔中。

而其它動物都是用喉嚨發的聲，無論它是哺乳動物還是爬行動物，但科學家們並不確定鳥類的鳴管是如何進化而來的。

研究人員之一、來自芝加哥菲爾德自然史博物館的Chad Eliason表示：“在這項研究中，當我們轉身觀察其它動物的氣管時，發現了意料之外的與鳴管之間的相似之處。”

哺乳動物、鳥類和爬行動物都有氣管，即一根把鼻子和嘴連到肺部的管子。我們也都有喉嚨，即氣管頂部一箇中空的肌肉器官，它能幫空氣進入肺部，並防止食物掉進氣道里。

在哺乳動物和爬行動物中，當空氣從肺部經氣管呼出時，喉嚨由於受氣流的不斷衝擊引起振動而發聲，但鳥類的喉嚨只能用來呼吸和吃東西，它們的聲音反而是來自於氣管的底部，即氣管分支進入肺部的地方。而這個軟骨結構的關節就是鳴管。

Eliason説：“麻雀的鳴管是一小塊軟骨，直徑大約只有8毫米，差不多是一根意大利麪的四倍厚。它會讓氣道更結實，當空氣穿過時便會發出鳥鳴的聲音。”

因為鳥又有鳴管又有喉嚨，因此目前尚不明確那兩者之間在聲音的傳遞和銜接上是如何操作的。

Eliason表示：“和鳥類最親的鱷魚也是用喉嚨發聲，那鳥的祖先是怎麼就變成了用鳴管發聲的呢？因為我們沒有與鳴管有關的恐龍化石來研究，所以我們就先看看現在還活着的其它動物的發聲機制。”

Eliason和來自哈佛醫學院的Evan Kingsley一起檢查了一組動物的氣管。貓、老鼠和鱷魚的氣管底部都有一個環狀軟骨，叫氣管隆突，和鳴管一樣為主氣管分叉到肺部提供了結構上的支撐。

“説不定鳴管也是氣管的副產品。”Eliason説道。

鳴管和氣管隆突的存在在科學界內並不新鮮，但這項研究打開了一個新視角。

該研究的主要作者、來自德克薩斯大學的Julia Clarke教授表示：“加深對這些結構如何相互關聯的理解，有助於我們理解鳴管的進化過程。”

這項研究還進一步揭示了鳥類發聲機制的進化史。研究人員認為，主要有兩種可能性。

假設A：已經滅絕了的鳥類祖先最開始也是用喉嚨發出聲音，但接着它們失去了這項能力，而且還經歷了一段不能唱歌的時期，最後才恢復聲音，但發聲部位已經變成了鳴管。

假設B：鳥祖先一開始是用喉嚨發出聲音，然後逐漸進化出了鳴管，這時鳴管和喉嚨都能發出聲音，最後鳥類拋棄了喉嚨只留下了鳴管作為發聲部位。除此之外，“還有一種假設是，鳥類祖先和它們當時的恐龍近親都處在一種無法發出任何聲音的安靜狀態下。但從恐龍頭骨來看，沒道理説它們能聽到但卻發不出任何聲音來交流。”

Kingsley希望這項新研究對所有與新特徵進化相關的研究有所幫助。Eliason還注意到鳴管的進化和鳥鳴聲的演變有着密不可分的關係。

“鳥叫聲是它們交流、警告的工具，全世界的鳥超過一萬種，每種鳥都有各種不同的叫聲。鳴管在這之中起到的作用有待我們進一步去了解。”

上圖是揚子鱷（左）和鴨子（右）氣管內軟骨結構的3D模型，紅色和黃色是鳴管肌，粉紅色是聲帶。圖： Evan Kingsley，Chad Eliason