你聽過魚叫嗎?一羣魚唱情歌驚擾到了附近居民_風聞
把科学带回家-把科学带回家官方账号-专注于孩子的科普教育2020-12-15 08:39
撰文 | Mirror
傳説中,人魚形態(最初版本為人鳥)的海妖擁有天籟般的歌喉,能夠迷惑路過的船員。

圖源:《加勒比海盜》
而現實中的魚類在我們的印象中都是啞巴(鯨是哺乳類),最多讓你聽到游泳時擾動水流的聲音。

然而,有這麼一羣魚,不鳴則已,一鳴驚人。
每到夏天,太陽一下山,美國加利福尼亞州索薩利托市的沿海居民就會聽到“嗡嗡嗡”的哼鳴聲。受困擾的居民住在淺灘上的船屋中,奇怪的響聲在他們的屋子裏迴盪,一直持續到第二天日出。

索薩利托市的水上船屋 | 圖源:Wikimedia Commons
響聲弱的時候像剃鬚刀的馬達聲,強起來堪比飛機引擎發動。更令附近居民苦不堪言的是,這聲音在半夜到早晨6點之間最響,吵得他們無法入睡。
當地居民紛紛猜測,這聲音到底從哪兒來?
排水管道?秘密潛水艇項目?甚至還有人猜測是外星人來他們那過暑假。
最後生物學家終於找出了噪聲的真正來源——斑光蟾魚(Porichthys notatus)。

雄性斑光蟾魚 | 圖源:S. Bose, Aquatic Behavioural Ecology Lab (McMaster University)
蟾魚科成員向來以“能叫”聞名。它們的模樣就跟名字一樣,腦袋像蟾蜍,聲音也像蟾蜍一樣聒噪。
原來,每年4~8月份是斑光蟾魚的繁殖季節。單身雄魚們紛紛從海底游到北美太平洋沿岸的潮間帶參加相親大會。

它們深諳動物界相親之道,在海灘的石頭底下準備好迎接對象的“婚房”,然後放聲“歌唱”。雌魚聽到情歌,便會前來相會。

斑光蟾魚身上的一串串小點會發熒光,且離水後還能靠皮膚呼吸存活24小時 | 圖源:Elkhorn Slough Foundation
繁殖期的雌魚對雄魚的聲音更加敏感,它們會通過雄性的聲音判斷對方夠不夠健壯。
每隻雌魚在巢中產下多達400枚卵,前前後後,會有好幾只雌魚過來,在窩裏留下1000多枚卵,附着在岩石表面。蟾魚媽媽們生完孩子就走,留下蟾魚爸爸獨自看護孩子。

雄蟾魚和它守護的卵 | 圖源:Bass, A. H. (1990)
蟾魚爸爸會一直守着窩,即使寶寶出生,也會繼續照顧幼小的娃們,直到它們能夠自立。
這麼負責的奶爸在魚類中,乃至整個動物界都相當難得,堪稱模範爸爸。
蟾魚發聲不僅限於繁殖期,在遇到威脅或競爭捕食時還會發出其他聲響。
可魚類明明沒有聲帶,蟾魚又是怎麼發出聲音的?
蟾魚的聲音並不是從喉嚨裏出來的,它的發聲器官在身體更深處——魚鰾及其周圍的發音肌。

蟾魚的魚鰾和發音肌(箭頭處)| 圖源:Bass, A. H. (1990)
魚鰾原本的作用是調節浮力,就像個氣囊。而蟾魚的魚鰾結構發生了特化,上面長有發音肌。這些肌肉通過收縮引起魚鰾中的空氣振動,將聲音放大。肌肉收縮越快,聲音頻率越高。
雄蟾魚在繁殖期間,受性激素作用,發音肌變得更加發達。不過,並不是所有雄蟾魚都會唱情歌。
雄蟾魚又分為Ⅰ型和Ⅱ型,比例大約為9:1,Ⅱ型雄魚不會唱歌,體型也比Ⅰ型雄魚小很多,常被誤認為是雌性。它們會悄悄溜到Ⅰ型雄魚的窩裏孵卵……真就“渾水摸魚”。

Ⅰ型(中)、Ⅱ型(左)雄蟾魚和雌蟾魚(右)| 圖源:Bass Lab
雌性蟾魚也能發出聲音,但不及雄性“嗓門”大。

Ⅰ型(左)、Ⅱ型(中)雄蟾魚和雌蟾魚(右)的魚鰾和發音肌(箭頭處)| 圖源:Bass, A. H. (1990)
Ⅰ型雄蟾魚在繁殖期發出的連續哼鳴聽起來像低音號,頻率在100赫茲左右,一次可持續1小時。
一隻蟾魚的聲音尚可忍受,但成千上萬只蟾魚的深夜大合唱,誰受得了啊?最慘的是那些船屋底下被蟾魚安家的居民,被直接請上了演唱會的貴賓席。
作為蟾魚的鐵粉,神經生物學家安德魯·巴斯(Andrew Bass)更關心的是,身處噪聲中心的蟾魚自己怎麼沒被振聾?
巴斯發現,蟾魚的聽覺系統和發聲系統配合默契。每當發音肌收縮時,聽覺器官中毛細胞的敏感度就會降低,它們分別由不同的神經控制,但始終保持同步活動。
蟋蟀、蝙蝠、猴子還有我們人類自己都有類似機制來保護聽力。
其實水下世界並不像我們想象得那麼安靜,全世界有43科、800多種魚類能夠發出聲音。
大多數時候,它們的聲音都被我們忽略了,或者在人耳可聽的範圍之外。當然,也有像蟾魚羣合唱那樣大得驚人的。例如石首魚科的直鰭犬牙石首魚(Cynoscion othonopterus)據稱是海洋中最吵的動物,它們也擁有特化魚鰾。

石首魚科斑鰭白姑魚的特化魚鰾 | 圖源:莫顯蕎(2019)
另一類典型的發聲方式是通過摩擦碰撞骨骼等組織發聲,比如雀鯛科魚類通過碰撞上下頜帶動牙齒碰撞發聲;石鱸科魚類會摩擦上下嚥齒髮出尖鋭的聲音;海鯰則靠胸鰭基部和胸帶骨摩擦發聲。
還有一種發聲方式就比較“有味道”了——肛門排氣(俗稱放屁)。當沙丁魚羣在夜間受到驚擾時會從肛門排出氣泡。這些泡泡破裂的聲音頻率很高(中心頻率3.0~4.1千赫茲),在多數掠食性硬骨魚類的聽力範圍外,但沙丁魚同類可以聽到,這樣可能有助於維持羣體行動。

沙丁魚羣 | 圖源:Wikipedia
然而,這些動靜還是逃不過海豚等高級捕食者的敏鋭聽覺。
回到我們的主角蟾魚,在科學家的幫助下,索薩利托市的居民們終於揪出了噪聲製造者。但他們並沒有把這些魚趕走,還專門設立了"嗡嗡蟾魚節"(Humming Toadfish Festival),索性跟蟾魚的相親大會一起湊熱鬧。

80年代的蟾魚節海報
蟾魚:我們在這解決魚生大事,你們湊個熱鬧就能搞定餘生大事嗎?