科学探索|科学好故事:嘈杂的地下世界( 三 )


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有证据表明,豌豆的根会向着流水声的方向生长 。
戈蕾斯注意到,当一只幼虫自己呆着时,它很少发出鸣声;但如果不止一只幼虫共用一个容器,它们就会开始“歌唱”,并且十分活跃 。据统计,3只金龟子幼虫在最初的两个半小时里一共发出了682次鸣声 。
这些幼虫发出的鸣声可能是作为警告,让彼此远离 。幼虫是完美的进食机器,它们生活的唯一目的就是获得生物量 。因此,如果有过多幼虫共享同一块土壤的话,它们就会开始同类相食 。科学家们已经发现了支持这一观点的证据:幼虫会改变路线,以避免发出腹部撞击声的蛹 。
当我们谈论声音时,主要指的是在空气中传播的压力波 。当这些波撞击我们的耳朵时,会振动耳膜,并最终由我们的大脑将这些振动转化为声音 。但这些波也可以通过其他介质传播,比如水或土壤 。大象就很擅长利用这一点,它们会发出一种低频的隆隆声,通过地面传播,从而能与远方的同伴保持联系,后者会利用脚底接收这些信号 。
声发射也可以同时通过不同的介质传播 。有一种学名为Gryllotalpa major的蝼蛄,其雄性会在沙土中挖出角状的洞穴,并在洞穴里摩擦翅膀,发出刺耳的声音 。这种鸣声的目的是向在空中飞行的雌性求爱 。但与此同时,它们也以振动的方式通过土壤传播鸣声,以此警告其他在地下洞穴里的雄性同类 。

科学探索|科学好故事:嘈杂的地下世界
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一些动物的耳朵已经发展出了适应机制,以便更好地捕捉这种经由土壤传播的振动 。纳米布沙漠生活着一种金毛鼹科(Chrysochloridae)物种,这是一种小型的、毛茸茸的哺乳动物,昼伏夜行,基本没有视觉能力 。到了夜晚,这种金毛鼹会把头和肩膀没入沙子里,像游泳一样,在沙丘中寻找白蚁 。生物学家认为,它这么做是为了倾听猎物的声音 。金毛鼹的中耳有一根听小骨明显增大,可能有助于它们接收地面传播的振动,这一过程类似于人类耳朵接收由空气传播的声波 。
【科学探索|科学好故事:嘈杂的地下世界】相比之下,蛇类主要通过下颌的传感器来接收振动信号 。生活在北美的星鼻鼹长着奇怪的鼻子,其鼻尖环绕着22只触手,能够感知振动 。许多昆虫的腿上都有机械力感受器,可以接收地面传来的振动信号 。
地下动物将声音融入了它们的生活,这是完全说得通的 。声音是一种高速信号,几乎不需要额外的成本 。很显然,利用声音进行通信的成本要比产生化学物质(如信息素)少得多 。声音也往往比化学信号传播得更快、更远 。大象的隆隆声可以传播数公里 。由地下小昆虫引起的振动可能只能传播几十厘米,但在一个微米尺度的世界里,这已经是一段相当长的距离 。
除了动物以外,其他生命形式是否也能感知并利用这些地下的振动?研究人员将一些微小的土壤生物,如跳虫和土壤螨类带入实验室,对它们进行数小时的记录,以测试它们单独或与其他物种组合时会发出多少噪音 。他们想知道,真菌能否记录来自这些微小捕食者的声音,并远离它们聚集的场所,因为它们中有一些喜欢以真菌丝为食 。
还有一种可能是,真菌可以通过增加孢子来对危险的声音信号做出反应,这将有助于确保真菌在被吃掉之前尽可能地传播基因 。
目前已经有证据表明,至少有一些植物能够利用声音来帮助自己生存 。
进化生态学家利用豌豆(Pisum sativum)进行了实验,让豌豆的根系在不同的塑料管中生长,所有塑料管都填满土壤,但有些塑料管的外侧又加了一根管子,里面有水流过;也就是说,这些塑料管里的根系暴露在水流的振动之下 。实验结果表明,豌豆的根系会朝着水流声音的方向生长,即使水本身并没有接触到根系,水分也无法渗入塑料管 。