科学探索|科学好故事:嘈杂的地下世界( 二 )



科学探索|科学好故事:嘈杂的地下世界
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生活在纳米比亚纳米布沙漠的金鼹鼠,其耳朵里的听小骨变大,也许是为了帮助它们在沙丘里“游泳”时听到猎物的声音 。
与其他生物相比,人类对这些地下音乐明显有些后知后觉 。我们经常可以看到鸟儿歪着头在草坪上跳跃 。研究人员认为,这是因为它们在侧耳倾听地下蚯蚓或昆虫幼虫的声音 。它们常常会在恰当的时机啄开土壤,捕食毫无防备的猎物 。
北美的木雕水龟则会利用蚯蚓对雨点振动的注意力,它们在地面上跺脚,以模仿这种声音,从而使蚯蚓爬出地面,成为一顿美餐 。
地下振动在发出信号的过程中可能也发挥着关键作用 。科学家认为,生活在地下洞穴里的鼹鼠,会通过用头或脚撞击隧道墙壁来与附近的其他鼹鼠交流 。切叶蚁被观察到在巢穴塌陷并被掩埋时会发出噪音,吸引其他工蚁赶到现场,开始挖洞并营救同伴 。
有些地下声音可以被人耳听到,但许多声音的频率(和音量)过高或过低,是我们听不到的 。为了捕捉这些信号,研究人员使用了压电传感器等工具 。这种传感器的工作原理类似于夹在吉他上的接触式麦克风,它们被固定在一根插在地下的金属钉子上——长度有时可达30厘米 。研究人员将这些传感器探测到的振动转换成电子信号并放大,成为人类所能够听到的声音 。
卡洛琳-莫妮卡·戈蕾斯是德国盖森海姆大学的景观生态学家,在对地下噪音的研究中,她被其中所蕴含的巨大信息震撼到了 。戈蕾斯研究的是蛴螬,一类以植物根系为食的甲虫幼虫 。她对这些虫子释放的气体——比如甲烷——特别感兴趣 。生物学家怀疑,这些不同种类的小昆虫,由于数量过于庞大,会产生大量的气体排放,从而影响气候 。(据估计,白蚁产生的甲烷排放量约占全球的1.5% 。相比之下,煤炭开采的碳排放量为5%至6% 。)

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蛴螬通过摩擦自己的下颚发出“嘎吱嘎吱”的鸣声,或许是在向附近的其他同类发出信号 。
研究开始时,戈蕾斯感到困难重重 。应该如何得知一块土壤里有多少这样的甲虫幼虫?“传统方法是把地面挖开,看看里面有什么 。”她说,“但这么做的话,一切就都被打乱了 。”于是,戈蕾斯骑上自行车,来到她所在城镇周围的草地和森林里,将24个声波传感器埋到土壤里,以记录幼虫的活动 。当她把录音播放给其他人听时,“有人说听起来就像树木在嘎吱作响,其他人则听到了砂纸摩擦的声音” 。
戈蕾斯已经了解到,她可以通过不同的声音模式——类似于地面上蝉和蚱蜢的鸣声(stridulation)——来区分她所研究的两种蛴螬,分别属于五月鳃金龟(Melolontha Melolontha)和大栗鳃金龟(M 。hippocastani) 。
蛴螬通过摩擦上颚来发出这些声音,它们在地下是磨着牙齿互相交谈的,鸣声的美妙之处在于,它们似乎是物种特有的,就像鸟的鸣叫一样 。
一旦幼虫化蛹,它们就会切换到另一种制造噪音的机制,通过在蛹内旋转腹部,并撞击蛹壁发声 。它们这么做是为了什么呢?目前尚不清楚 。地面上的昆虫通过鸣声来吸引配偶,但对于幼虫来说,“繁殖并不重要” 。为了获得更多信息,戈蕾斯取来这些幼虫自然栖息地的沙土,装进容器,再放入胡萝卜片,以确保幼虫的生长,然后将它们带到实验室 。

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