动物发声的器官是怎么进化来的？

动物发声的器官是怎么进化来的？为什么分歧的动物，发声体例年夜分歧？

追本溯源——拥有“喉咙”的鱼

众所周知，人类和很多哺乳动物都是依靠喉咙来发作声音的。然而喉咙这平生理器官却并非在生命发源之初就存在。事实上，年夜约在4亿年前，广袤的海洋中呈现了一种“另类”的鱼，它就是最早拥有“喉咙”的肺鱼。

肺鱼的幼体酷似蝌蚪，腹部长有吸盘，当作年鱼的双鳍就像两条黑色的小细腿，可以或许支撑它们在水中“行走”。而这种鱼最年夜的特色就在于它们的鱼鳔进化出了半斤八两发财的肺，可以让它们在河水干涸或水中缺氧时直接呼吸空气中的氧气。

然而，可以直接接收氧气的肺部对肺鱼来说当然是救命的宝物，可是也很有可能当作为致命的弱点。会泅水的人都知道，若是在浮出水面换气时，不小心将水呛进气管，长短常危险的。若是顺着气管进入肺部的水量很少，或许可以经由过程猛烈的咳嗽将水排出，而一旦呛入年夜量的水，则有可能危及生命。

通俗的鱼用鳃呼吸，天然不会呈现“被呛到”的工作，但肺鱼的心理布局却决议了它们若是也像通俗的鱼一样呼吸，就不免会被水“呛”到。为了将两种呼吸体例协调起来，肺鱼便在鳔管的上端进化出了一个环形的纤维括约带。当括约带缩短时，就将肺与消化道隔分开来，使水不会进入到肺里，而这一布局恰是最原始的“喉”。不外肺鱼的“喉咙”固然已经初具雏形，却还不具有发声的功能，只是为发声奠基了心理根本。

第一种用声带发声的动物——蛙

跟着两栖动物的呈现，操纵声带发声的机制也有了质的飞跃。因为两栖类动物有较长的时候在陆地上糊口，是以越来越多的动物起头利用肺部呼吸，而它们的鳃则起头退化。一部门两栖类动物的鳃弓逐渐在喉门四周形当作了喉咙支架，而此中最凸起的就是蛙类的进化。一部门蛙类在喉门两侧，进化出了一对富有弹性的纤维带，也就是我们此刻所说的“声带”。再加上蛙类还拥有发财的喉部肌肉，是以蛙类当之无愧地当作为了最早利用声带发声的动物。

雄性的蛙类拥有一对或单个鸣囊，可以在发声时发生共识，是以我们日常平凡听到的嘹亮的蛙声年夜多是雄性蛙类发出的，而此性蛙类则没有鸣囊这一布局，是以声音就要比雄性蛙类沉闷一些。但无论若何，利用喉咙声带发声的质变就在两栖类动物身上发生了，而在此之后，动物的发声也跟着进化偏向的分歧起头呈现了分化，呈现了好坏有此外发声系统。

好坏有别——物种分歧，发声分歧

爬行类动物是所有动物傍边喉部发声器官最不发财的一种了，此刻人类已知的年夜大都爬虫类都不克不及发声，尽管如斯，爬虫类的喉器与两栖动物比拟，在布局上也有了进一步的分化。好比蜥蜴的声门进步化出了一条粘膜皱襞，可以分隔空气和食物；再如鳄类进化出发声器官已与哺乳动物相差不多。是以，蜥蜴类和鳄类中会发声的种类比其他爬虫类要多得多。

鸟类的发声环境则要好得多。在进化过程中，鸟类逐渐形当作了以鸣管为本家儿的发声系统。鸣管位于气管和支气管的交壤处，在鸣管中心有一腔，叫鸣室。当有气流颠末时，鸣管的管壁变薄，随气流振动发作声响，而鸣室则能发生共识结果，这也是为什么鸟儿的声音清脆、敞亮之故。除此之多点，鸟类的鸣管上还附着了几多不等的鸣管内肌与鸣管外肌，每一块肌肉都能零丁缩短和舒张，如许一来，鸟类，尤其是鸣禽类便能切确地节制气流，发出委婉悦耳的鸣啼声了。

而在发声这条路上，走得最远的莫过于哺乳动物了。起首，哺乳动物在进化中极年夜地完美了本身的发声器官，其喉咙的布局既精美又复杂，不仅对气流的节制达到很是自如的境界，并且还有专门庇护喉咙布局的软骨。别的，哺乳动物的口腔以及口腔中的舌头、牙齿、双颊、鼻子等等布局都当作为了发声的辅助器官。如许一来，哺乳类动物的声音系统就已经很完美了。

相对于一般的哺乳动物，人类则要更进一步。因为竖立行走减小了肺部和声带的压力，人类可以更切确地节制气流所发生的振动，而喉部肌肉也能更便利地舒张与伸缩；竖立也使口腔与喉部形当作了一个直角，与连当作一线的布局比拟，前者在发音过程中可以形当作更多的阻碍，便于发出各类分歧的声音；最后，竖立还减轻了鼻腔受到的头部所带来的压力，使鼻腔真正地具有了共识腔的感化。如斯一来，人类就可以或许等闲地发出林林总总的声音了。

形似神非——年夜象与猫，发音有别

此刻我们已经知道，人类和其他高级哺乳动物的发音系统是有着良多共性的，那么是不是说人类与所有哺乳动物的发音机制都不异呢？

事实上，哺乳动物的发声机制根基上可以分为两类。第一类是经由过程神经旌旗灯号本家儿动节制喉部肌肉缩短来进行发音。这种发声体例有点近似于门铃或者是手机的蜂鸣声，它们的发声很有纪律，可是需要动力的支撑，而“动力”其实就是年夜脑发生的旌旗灯号或指令。猫咪所发出的“喵喵”声，就是如许发生的。

第二种发声体例则是操纵肺部的空气畅通带动声带振动而发作声音，这种发声体例则更像是吹奏木管乐器，不需要去决心地节制肌肉群，只需要节制呼吸发生气流就能发作声音。我们人类就是用如许的体例发作声音的。

对于年夜部门哺乳动物，科学家在持久的研究中都已经破解了它们发音之谜，然而唯有年夜象的声音是若何发出的，一向困扰着科学家，因为要把科学仪器置入年夜象体内是半斤八两的危险的。直到比来，德国柏林动物园捐募出的一个灭亡的非洲象的完整喉部，才给了科学家一个摸索谜底的好机遇。

因为年夜象喉部是被切除下来的，研究人员做尝试时颇费了一番周折。为了模拟一个真实地近似年夜象体内的发音情况，研究人员起首建造了一小我工的空气槽，并给它加热加湿，形当作一个仿真的年夜象“肺部”，使它可以发生常规地气流和压力；随后，他们将年夜象的喉咙和“肺部”毗连在一路，筹办进行不雅测。经由过程高速相机的记实，研究人员不雅测到了气流颠末时，年夜象喉咙部位声带的震动。

研究成果表白，年夜象也是操纵肺部的空气畅通带动声带振动而发作声音。然而奇奥的是，年夜象却能发出两种声音，一种是我们可以听到的昂扬敞亮的声波，还有一种倒是我们听不到的次声波。这种次声波在象群里被普遍地应用：象群的头象用这种声音批示整个族群的动标的目的；交配期的公象用这种声音来威慑本身的“情敌”；象妈妈更是用这种声音来标的目的不在本身身边的小象传达“我在这”的信息。

为何年夜象的发声频率规模如斯宽泛？莫非年夜象自己有两套发声机制？这仍然是科学界的一个未解之谜，还需要我们继续不竭地摸索研究。

在这熙熙攘攘的动物宿世界中，声音永远是一种不成或缺的元素，动物们靠发声互相联络，分辨敌我，顺应复杂的情况。对动物发声的研究，能使我们加倍深刻地领会自我和我们的动物伙伴。