昆虫的“耳朵”

2019-05-17 10:11单少杰
科学大众·小诺贝尔 2019年4期
关键词:触角鼓膜蟋蟀

单少杰

4月,我国大部分地区都已是春暖花开,特别是南方,早就是虫鸣鸟语、花香四溢,沉寂了一个冬天的世界又重新热闹了起来。而伴随着植物苏醒的还有数不清的昆虫,它们在田野里、公园里,甚至是你的身边纵情高歌。不过,你有没有好奇过,昆虫也有耳朵吗?它们能听得清自己的歌声吗?

要说制造声音,蟋蟀、蝈蝈和蝉——也就是俗称的知了,可以说是这方面的专家了,那响亮的歌声是它们与同类沟通的工具。所以,它们用来听声音的设备也是最高级的,它们拥有昆虫中最先进的“耳朵”——鼓膜听器。

鼓膜听器从外观上看很像我们人类的耳膜,都是一层膜状的结构。不过,它不是藏在昆虫身体的深处,也不是和大大小小的骨骼相连,而是长在了昆虫身体的表面。比如,蟋蟀的鼓膜听器就长在它们第—对腿靠近根部的那节上。

在鼓膜听器里面,有一段小小的气囊和一个叫导音器的器官。这个导音器—端连着气囊,一端连着昆虫的神经,当声波传到鼓膜处时,昆虫的鼓膜就会像人的耳膜—样振动。这种振动被气囊传递到导音器,导音器就会引起神经信号的变化,昆虫就感觉到了声音。

在昆虫的各种“耳朵”中,鼓膜听器的灵敏度最高,因此对声音依赖度高的昆虫几乎都长着这种“耳朵”。比如蟋蟀,当雄性蟋蟀用歌声求爱的时候,十米以外的雌性都能清晰地听到并准确地找到雄虫的位置。而且因为不同声音的振动频率不同,昆虫还能简单地分辨出声音是谁发出来的,从而判断是敌是友,是留是逃。除此之外,蝗虫、一些蛾子也都有鼓膜听器,但与蟋蟀不同,蝗虫和尺蠖蛾的鼓膜听器长在它们的腹部前端,天社蛾、毒蛾的则长在后胸,也就是说,它们是用肚子或者胸听声音的。

带“天线”的蟑螂

蟑螂是—种非常讨人厌的昆虫,它们不但什么都吃,而且繁殖能力特别强。最重要的是,还特别顽强,轻易杀不死,“小强”这个“呢称”真是名不虚传。不过,不知道你注意过没有,当你在外面遇到它们的时候,有时候,你会发现它们尾巴上的须一抖一抖的,就好像排便却排不出來似的。你可别误会,它们这可不是要方便,而是正在偷听你在说什么呢。

对于蟑螂这样的昆虫,它们唱不出那么优美的歌,不需要用声音进行复杂的交流,因此也就不需要听清那么复杂的声音,所以它们的“耳朵”也就没有蟋蟀的那么专业。在形状上,它们的“耳朵”是毛状的,叫“听觉毛”。

不同的昆虫,听觉毛长在不同的地方。有的是长在身体表面那种短短的小毛,也有的是触角、尾须这样长长的毛。听觉毛虽然长得跟鼓膜听器不像,不过听声音的原理差不多。当声波传到听觉毛附近时,听觉毛感受到了振动,跟听觉毛相连的神经就产生了信号,昆虫就知道外面有声音了。

听觉毛是很多昆虫都有的“耳朵”。比如蚊子,有时候你能看到那些雄蚊子在抖它们的触角,其实它们就是在用触角上—种叫作“轮毛”的听觉毛在寻找雌蚊子的声音——你讨厌的那种嗡嗡声。此外,一些蛾子身体表面的小短毛也能起到听觉毛的作用,这样它们就能感受到各处传来的声音,从而及时飞走。

用“小雷达”的雄蚊子

除了“小鼓”“天线”,有的昆虫还有第三种“耳朵”——一种长得像雷达的器官。

这种“小雷达”位于昆虫触角根部膨大的梗节窝里,就像打仗用的那种一头连着信号天线,一头连着电脑的雷达一样,

“小雷达”的一头连着触角,一头连着神经,凡是能刺激触角的信号都能刺激这个“小雷达”。因为这个“小雷达”是在1855年由一个叫Johnston的科学家发现的,所以被命名为“江氏器”。

江氏器一般都藏在昆虫触角的梗节中,比如苍蝇、蚋,以及前面提到的雄蚊子,它有很多能感知外界刺激的细胞。但除了听声音,有些昆虫的江氏器还兼具控制触角、翅膀运动的功能,是昆虫定位用的器官之一。所以,作为一种“耳朵”,其实它不如鼓膜听器和听觉毛专业性强。

多“耳”齐下。听得更清楚

昆虫的“耳朵”主要就是上面这三种,不过,你有没有担心过,对于蟋蟀这种依靠声音活动的昆虫,万一它们的耳朵坏了,那该怎么办呢?

别担心,在漫长的进化中,蟋蟀早就想出了对策,那就是——长两种“耳朵”。它们同时拥有鼓膜听器和听觉毛,这样即使鼓膜听器坏了,听觉毛还可以顶上。虽然这个备用“耳朵”不如鼓膜听器那么好用,但凑合着用也没问题。事实上,在昆虫界像蟋蟀这样的例子还有很多,大部分昆虫为了预防万—都选择了“双耳”模式,即以鼓膜听器或江氏器为主,辅助以听觉毛。

更厉害的是,除了一般的声音,有的昆虫还能听到超声波。比如飞蛾,它们体表的听觉毛就能听到蝙蝠发出的超声波,从而及时躲避蝙蝠的追击。有的科学家利用了飞蛾的这种特性,专门在农田上播放蝙蝠的声音,从而达到驱赶飞蛾、保护庄稼的目的。

小小的昆虫,真的很厉害呢!

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