新知丨海洋哺乳动物的声世界
海洋哺乳动物 海洋哺乳动物是一类适于水生环境的特殊的哺乳动物类群,包括鲸目、鳍脚目和海牛目的所有动物以及食肉目的海獭和北极熊,在全世界总共有大致个物种。它们都具有胎生、哺乳、靠肺呼吸、恒定体温等哺乳动物应有的特征。 鲸目动物(如鲸、海豚等)和海牛目动物(如儒艮、海牛)终身栖息在海里,为全水生生物;而鳍脚目动物(如海豹、海狮)需要到岸上进行交配、生殖和休息,食肉目的海獭和北极熊仅在海中捕食和交配,为半水生生物。生活在河流和湖泊中的白鱀豚、长江江豚、贝加尔环斑海豹等,因其进化和发展历史同海洋相关,也被列为海洋哺乳动物。其中,鲸目又分为须鲸亚目和齿鲸亚目。须鲸亚目包括布氏鲸、灰鲸以及世界上现存的 动物——蓝鲸等共15个物种;齿鲸亚目包括抹香鲸、虎鲸、白鱀豚、江豚以及中华白海豚等各种海豚共75个物种。 ▲海洋哺乳动物图例 1、蓝鲸;2、抹香鲸;3、大翅鲸(座头鲸);4、虎鲸;5、一角鲸;6、白鲸;7、海牛;8、海豚;9、海象;10、豹斑海豹;11、斑海豹;12、海獭 海洋哺乳动物发声海洋是一个充满声音的世界,主要是因为声音是水下最为有效的能量传播方式,比光能、电磁能、热能等等都更为有效得多。海洋中绝大多数生命活动或自然现象都会发出各种水下声音。为适应水生环境,海洋哺乳动物在长期的进化过程中也进化出了高度发达的发声和听觉能力。它们大都在水下频繁地发出物种特异性的声音,以进行个体或群体间的通讯、交流。 其中,所有齿鲸亚目动物还进化出了高度发达的回声定位(也叫“生物声纳”)能力。它们通过鼻腔的发声复合体(又叫“喉唇”)发出高频超声脉冲声信号。该脉冲声信号经由其头部的脂肪团(通常称为“额隆”)聚焦并向水中发射,碰到前面的目标物(如“鱼群”)后回声传至其下颌的脂肪腔,由下颌脂肪腔接收并传至中耳,再至内耳产生听觉反应,从而实现其定位、导航、觅食、探测周围的环境等回声定位能力。齿鲸亚目动物的外耳退化成一个小孔,被认为基本不具备声音接收的功能,其下颌脂肪腔就相当于我们陆生哺乳动物的外耳,行使声音接收的功能。 ▲齿鲸回声定位系统声纳发声和回声接收示意图 齿鲸亚目动物这种发出超声脉冲声信号并接收目标的回声从而实现定位、导航、觅食、探测周围环境的回声定位能力与蝙蝠的回声定位能力类似,而且两类动物发出的回声定位信号也都处于20千赫兹以上的超声频率范围(人类可听的频率范围在20赫兹至20千赫兹之间,20千赫兹以上的声信号称为超声,20赫兹以下的声信号称为次声)。 鳍脚目和海牛目动物发出的声信号频率一般在几百赫兹到几千赫兹之间,处于人耳可听的范围,被认为主要用于求偶、通讯和交流。须鲸亚目动物发出的声信号频率普遍较低,有些处于20赫兹以下的次声范围,其主要功能也是通讯、交流和求偶。 ▲齿鲸亚目动物的代表海豚,可不是只能发出超高的海豚音哟 齿鲸亚目动物除了能发出用于回声定位的超声脉冲声信号以外,多数物种如宽吻海豚、中华白海豚、白鱀豚等还能发出频率较低(5-20千赫兹)的纯音哨叫声(听起来类似“口哨声”),主要用于通讯和交流。虽然江豚等少数齿鲸亚目动物的成年个体很少发现发出频率在20千赫兹以下的纯音声信号,仅发出峰值频率在千赫兹左右的高频回声定位脉冲声信号,但是有研究显示刚出生的长江江豚幼年个体会频繁地发出频率在2-4千赫兹的低频声信号。 海洋哺乳动物听觉迄今为止,须鲸的听觉能力还未被详细地研究过,仅根据形态解剖学和行为学研究估计,须鲸的听觉频率范围在7赫兹至22千赫兹,与人类的听觉频率范围相当。相比之下,其他海洋哺乳动物的听觉则灵敏得多,而且听觉敏感的频率范围非常宽。与人类高频听觉范围为20千赫兹相比,大多数海洋哺乳动物尤其是齿鲸亚目动物的听觉频率上限都在几十千赫兹以上甚至高达千赫兹(如江豚)。其中,齿鲸亚目动物听觉最为灵敏的频率范围一般处于超声范围。 而鳍脚目动物,如海狮和海豹,并不终身栖息于水中,还需要到岸上交配或休息。那它们在水中和空气中的听力会不会有所不同呢?其实离开水中环境,鳍脚目动物在空气中也具有很好的听觉能力。在水中,鳍脚目动物听觉频率范围被认为在75赫兹至75千赫兹;在空气中,鳍脚目动物听觉频率范围被认为在75赫兹至30千赫兹。根据形态解剖学和行为学研究,估计须鲸的听觉频率范围在7赫兹至22千赫兹。 ▲鳍脚目动物在水中和空气中的听力都不错 依据听觉频率范围的差异,齿鲸亚目的动物一般分为两类,一类是中频鲸类(如中华白海豚、宽吻海豚等),其听觉频率范围被认为在赫兹至千赫兹;另一类是高频鲸类(如江豚、鼠海豚等),其听觉频率范围被认为在赫兹至千赫兹。和人类具有老年性耳聋现象类似,近期的研究发现在宽吻海豚、中华白海豚等齿鲸动物中也可能存在老年性耳聋的现象。年长的海豚个体,可能随着年龄增长其听觉能力和回声定位能力会逐渐下降。 噪声对海洋哺乳动物的影响由于海洋哺乳动物都具有灵敏的听觉能力,而且听觉频率范围非常宽,它们不仅能听见其自身或同类发出的声信号,也能听见周围环境中各种其它自然的或人为的声信号,包括各种海洋噪声,如航运噪声、水下爆破噪声、水下钻探噪声、海*演习声纳噪声等。这些噪声可能会对海洋哺乳动物造成诸如行为干扰(如改变栖息地游向其它海域生活、冲上岸滩搁浅等)、听觉干扰致回声定位系统受损、致聋、致死或其它生理干扰等影响。日益增长的海洋噪声对海洋哺乳动物造成的潜在影响在国际上受到越来越多的北京哪家医院白癜风治疗的好北京哪家治白癜风的医院好 |
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