蛇既然沒有耳朵,為什么“打草”會“驚蛇”?
發(fā)布時間:2021-07-22
出品:科普中國
制作:蘇澄宇
監(jiān)制:中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心

  在《哈利 波特》系列影片中,有一種可以和蛇交流語言,叫“蛇佬腔”這種語言來源于薩拉查 斯萊特林,普通人聽“蛇佬腔”只能聽到類似咝咝的吐氣聲。

  

  哈利 波特第一次與蛇溝通,雖然他不是斯萊特林的后裔。

  圖片來源電影《哈利 波特》

  但是在現(xiàn)實生活中,假若真的有“蛇佬腔”,真的有蛇的語言,我想肯定也不是咝咝聲,而是其他的聲音。至于是什么聲音,這得從一個實驗開始講起……

打草”為什么會驚蛇”?

  一個丹麥的實驗室里,11條球蟒(Python regius)被輕度麻醉放在一個玻璃箱里。還能活動,只是對頭上插的電極沒那么敏感。

  為什么要在它頭頂上插電極呢?

  這個實驗是為了回答一個看似簡單的問題:蛇沒有耳朵,它能聽到聲音嗎?

  

  實驗的球蟒 圖片來源:Christian Christensen

  很明顯,球蟒的頭光禿禿的,看不到耳朵這種器官(準確來說,肉眼可見的部分只是耳廓),也沒有耳朵的洞。

  當然不只是它,所有的蛇都沒有耳朵,沒有鼓膜,也沒有中耳的鼓室,它們似乎不可能聽到空氣中的聲音。

  因為不管什么動物,想要聽到從空氣中傳過來的聲音,就得有外耳,一個類似衛(wèi)星鍋蓋的結構,引導聲音傳入耳內(nèi)。

  

  圖片來源:giphy

  對于那些有耳朵的動物來說,耳朵的結構分為外耳、中耳、內(nèi)耳,每個部分許多具體結構構成,比如外耳的耳廓,這些結構缺一不可,少了任何一部分都會導致聽聲音變得非常困難,甚至聽不到。

  

  耳朵的結構 圖片來源:starkey

  蛇沒有像人類那樣的外耳,還缺少了中耳的鼓室,似乎不管是搖滾還是古典樂都聽不到,印度的吹笛耍蛇是怎么回事?

  事實上,并不是隨著弄蛇人吹笛的節(jié)奏起舞,而是弄蛇人笛子的左右擺動和弄蛇人身體的扭動給了蛇指引。只是弄蛇人是障眼法高手,這些技巧不會被在場的觀眾看出來。

  

  印度的吹蛇人 圖片來源:hand luggage only

  雖然缺少了那么多重要的聽音結構,但蛇還保留了部分耳朵的結構:內(nèi)耳,還有聽骨,聽骨連接到了蛇的下顎。

  

  蛇通過下顎來聽地面的振動 圖片來源:文獻1

  就是說如果蛇想聽到聲音,就必須得緊貼地面,依靠下顎感應地面的振動,然后把動傳到內(nèi)耳中,進而感受到聲音。

  這也是為什么打草可以驚蛇,因為打草會讓地面產(chǎn)生一定的振動,蛇感應到振動傳遞的聲音。要不然就不叫打草驚蛇,改叫“大喊驚蛇”了。

  

  通過地面探測聲音的角蛇 圖片來源:physorg

聽是能聽到,就是有些“耳背”

  蛇只能感受到地面的振動,聽不到空氣中傳播的聲音,文章似乎到此可以結束了。

  但事實沒有那么簡單,依舊有科學家覺得蛇可以聽到空氣中傳播的聲音,為此爭個不停。

  于是有了前面的一幕,科學家克里斯滕森(Christian Christensen)做了一個實驗,它買了11條球蟒,每一條單獨關在一個玻璃箱里,球蟒上方掛了一個大音響。

  

  實驗裝置示意圖 圖片來源:文獻1

  音響播放聲音的頻率范圍從80-1000赫茲,響度范圍在50-110分貝之間。接下來只要播放不同頻率不同響度的聲音,看它們的反應就可以知道它們是否能聽到空氣傳播的聲音了。

  蛇不會說話,科學家如何知道它們是否聽得到聲音?所以科學家在它頭頂插了幾根電極,用來記錄音響播放聲音的時候,蛇的腦神經(jīng)和腦干的神經(jīng)信號,也就是電信號。

  結果,克里斯滕森發(fā)現(xiàn),這些球蟒對80-160赫茲區(qū)間的聲音最敏感,這是低頻區(qū)間。對比人類,人類的聽力頻率在20-20000赫茲區(qū)間,可以看得出蛇雖然聽得到空氣傳播的聲音,但聽力真的不太行。

  如果聲音頻率過高,它們也不是完全聽不到,需要提高音響的響度。比如,如果將聲音頻率提高800赫茲,要想蛇能聽到,至少需要將聲音響度提高96分貝。

  96分貝是個什么概念?大概就是在你附近打電鉆的聲音。不用想這就是噪音,人如果長期在這個環(huán)境下生活,早就神經(jīng)衰弱了。但對于蛇來說,這么大的噪音也就剛剛能聽到,在人類看來這約等于聽力障礙者。

用頭骨替代耳朵

  那么,蛇沒有外耳的情況下,聲音是如何傳遞到內(nèi)耳的呢?

  前面說了,蛇只對80-160赫茲區(qū)間的低頻聲音敏感,這些振動頻率很低的聲音不僅可以在空氣傳播,還可以在固體材料傳播,比如頭骨。而中高頻的聲音往往只能通過空氣介質傳播。

  也就是說蛇是通過它的頭骨,把外面的聲音傳到了內(nèi)耳里。這只是一個理論,還得通過實驗來檢驗這個理論。

  于是科學家直接在蛇的頭上安裝了微型振動儀。這些儀器可以發(fā)出微微小的振動,然后科學家在蛇的腦袋上測試不同頻率的振動,看蛇的大腦會做出怎樣的反應。

  結果發(fā)現(xiàn),和前面掛音響的實驗一樣,蛇對80-160赫茲的振動頻率有反應,更高頻率的振動沒反應。因此可以做出結論,蛇可以聽到空氣中低頻的聲響,而且是通過頭骨的振動才聽到的。

  如果現(xiàn)實中真的有蛇的語言,那肯定不是咝咝的吐氣聲。因為這是高頻的聲音,以蛇佬竊竊私語的說話習慣,蛇肯定聽不到。所以如果真的有蛇佬腔,普通人聽到這聲音,肯定是悶頭的嗡嗡聲,而且得很費力才能聽得到。

  只不過這悶頭的嗡嗡聲,聽著就很傻氣的樣子,一點沒有斯萊特林家族的陰險特色。

 

中國科學院科普云平臺技術支持,中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心運行
文章內(nèi)容僅為作者觀點,不代表中國科普博覽網(wǎng)、中國科普博覽網(wǎng)運行單位、中國科普博覽網(wǎng)主辦單位的任何觀點或立場。
科普中國系列品牌網(wǎng)站: 科普中國
關閉