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用肺充当“降噪耳机”?美国雌绿树蛙这项技能绝了,轻松识别交配雄蛙的叫声

Evelyn Zhang

美国雌绿树蛙拥有一项天赋异禀:可以用自己充气的肺,抑制其他物种的求偶声,这样它们就能从可能交配的雄蛙中识别出哪只是自己的Mr. Right。

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雄蛙会发出从高音咯咯声到低沉的蛙叫等求偶叫声,以此向附近的雌蛙示好。但吸引雌蛙们的注意力,意味着要与生活在同一池塘的其他蛙类发出的刺耳的叫声竞争,最终从一场“大合唱”中被分辨出来也是相当不容易。

为了弄清楚它们是如何驾驭噪音操控的,明尼苏达州圣奥拉夫学院的诺曼·李(Norman Lee)和他的同事们对21只雌性雨蛙灰质青蛙(Hyla cinerea frogs)播放了一系列的声音频率。

他们先固定住青蛙,然后用激光振动传感器给它们的肺充气或放气。在这个过程中,一束激光会射向放置在青蛙耳膜上的反射珠。通过测量反射回来的激光,研究小组由此可以估计出鼓膜表面对声音作出反应时产生的振动量。

当青蛙的肺部充气时,它们的耳膜振动会减少,但仅限于特定频率范围内的声音。当背景噪音的频率在830-2730赫兹之间时,就会被过滤掉,只留下这两个频率的声音,而这两个频率与雄性雨蛙灰质青蛙的求偶叫声的峰值相同。

当雌性听到这个声音时,它会优先于其他物种发出的相同频率的声音。

由于这只发生在肺部充气的情况下,研究团队怀疑肺部的工作方式与降噪耳机类似,后者使用麦克风记录周围的噪音,然后产生一个完全相反的信号——称为反相位(opposite signal),来抵消噪音。

“我们认为这可能是它在肺部工作的方式,”明尼苏达大学的团队成员马克·比(Mark Bee)说。他说,肺部似乎会产生反相位信号,过滤掉这个频率范围内的其他声音。在这个特定频率范围内的外部声音会引起肺部共鸣,产生一种正好相反的振动,从而抵消它。

“这种消除信息信号峰值之间噪音的基本想法,是人类工程师多年来一直在改进助听器和人工耳蜗的方法。”接下来,他们想要调查雄蛙是否也有这种能力,以及其他7200种青蛙是否也有这种能力。

近日,这项研究发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊《当代生物学》(Current Biology)上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://www.newscientist.com/article/2270131-some-frogs-have-noise-cancelling-lungs-to-dampen-other-species-calls/

https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.01.048


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