鸟类没有外耳，如何感知声源？

外耳对于哺乳动物识别不同高度的声音非常重要。不同于哺乳动物，鸟类没有外耳，但也能够准确识别不同高度的声音。慕尼黑工业大学（Technische Universit?t München，TUM）的研究团队揭示了鸟类通过整个头部定位声音的机制，他们的研究发表在PLOS ONE杂志上。春天，当两只画眉鸟为吸引异性而竞相歌唱时，雌鸟必须准确判断声音的位置，才能找到心仪的追求者。

慕尼黑工业大学动物学主任Hans A. Schnyder说：“因为鸟类没有外耳，因此人们一直认为它们无法准确判断声音的高度，但雌性画眉能够根据歌声定位它要选择的伴侣。”

哺乳动物借助于外耳的特殊结构，吸收、反射或衍射声波，最终判断垂直面声源位置，但鸟类是如何感知这些差异的呢？

头部充当外耳

通过研究乌鸦、鸭和鸡这三种鸟类，Schnyder发现，鸟类也能够准确判定不同高度的声源。鸟类略呈椭圆形的头部似乎与哺乳动物的外耳对声波的解析方式类似。

Schnyder说：“我们检测了鸟鼓膜对不同高度声源的感知音量。”所有与耳朵在同一边的声源，其感知音量大小相差无几，与声源高度没关系。另外一侧的耳朵能够通过感知音量大小的差异，准确判断声源的高度。

不同的音量对应不同的声源

这完全取决于鸟类头部的形状，取决于声音到达头部时，发生反射、吸收还是衍射。科学家发现，鸟类的头部能够准确甄别某些方向的声音，其它的声波则穿过头部被另外一只耳朵感知。

鸟类的大脑通过两只耳朵感知音量的差异并判断声音是来自于上方还是下方。Schnyder补充道：“这就是鸟类准确判断声音位置的方式。这个系统是非常精确的，鸟类能感知侧面垂直方向上-30°~30°范围内的声音。”

听觉与视觉相互配合进行定位

为什么鸟类需要用声音高度进行定位的能力？大部分鸟类的眼睛位于头部两侧，拥有几乎360°的视野范围。再加上它们辨别声音高度的特殊能力，能通过综合视觉和听觉的信息，更有效地躲避捕食者。

少量猛禽（例如仓鸮）采取了完全不同的策略。它们在夜间打猎，并且和人类一样，眼睛是朝前方的，脸上的羽毛能够像外耳那样加工声波。仓鸮对前方声音的感知能力比该研究中涉及到的其它鸟类都要强。

因此，正如早期研究工作指出的，鸟类的视觉和听觉能够完美配合。Schnyder总结道：“我们的最新发现也支持这个结论——视觉与听觉的配合是动物进化上一个非常重要的原则。”

（译审：XQ Chen）

发表于 2015-08-18 00:00
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