科技改變生活 · 科技引領未來
夏天,正是草木欣欣,萬物崢嶸。雖然炎日炙烤,暑期蒸騰,人類只想宅在空調房里,但自然界中的樂隊從未停止演奏,從白天到夜里,從熏風初起到秋意漸至……蟬鳴聲聲唱夏苦在艷陽天里走過懸鈴木下,耳朵里絕對會被蟬鳴聲塞滿,并且似乎溫度越高,蟬叫得就越起勁
夏天,正是草木欣欣,萬物崢嶸。雖然炎日炙烤,暑期蒸騰,人類只想宅在空調房里,但自然界中的樂隊從未停止演奏,從白天到夜里,從熏風初起到秋意漸至……
蟬鳴聲聲唱夏苦
在艷陽天里走過懸鈴木下,耳朵里絕對會被蟬鳴聲塞滿,并且似乎溫度越高,蟬叫得就越起勁,簡直震耳欲聾。有人說蟬的叫聲不像“知了,知了”,而是在叫夏天“熱啊,熱啊”“苦啊,苦啊”。
低頭仔細看,往往能在地上撿到一兩只蟬。盛夏時,感覺天氣越熱,掉下來的蟬越多,像是中暑了。
作者撿到的黑蚱蟬
很多種類的雄蟬,腹部前端有一對鼓室(tymbal),這一對“小鼓”的“鼓槌”是一些能夠快速收縮和舒張的肌肉,即鳴肌,鳴肌的快速伸縮不斷敲擊著骨膜,從而使鼓膜振動而發聲。
鼓室有膜狀的“蓋子”,從而使鼓室形成了共鳴腔。鼓膜振動發出的聲音,在這個共鳴腔的作用下被放大。某些種類的雄蟬腹部有很大的空洞,也可以作為共鳴腔。經過共鳴放大的蟬鳴聲極其響亮,可達120分貝,算是昆蟲能發出的最大的聲音了!共鳴腔的存在還使得鼓膜被不連續敲擊發出的聲音變得連續。值得一提的是,腹部共鳴腔的位置、大小是可以被蟬主動調整的,最終整合出來的鳴叫也隨蟬控制。
不同種類的蟬,發出鳴聲的頻率、節奏各不相同,因為它們的鳴肌伸縮的節奏、共鳴腔的大小和位置等“發聲參數”都是不一樣的。有部分種類的蟬,在鼓室振動發出的鳴聲之外,還會發出摩擦聲(stridulation),這是由它們的翅摩擦胸中部的一系列“脊”形成的。
一般來說,蟬鳴叫的意義在于求偶,就像人類唱情歌(mating song)。不同種類的雄蟬唱不同的調子。才能確保所吸引的雌蟬與自己沒有生殖隔離——否則這情歌就白唱了。雖然求偶的主動方式雄蟬,只有雄蟬會鳴叫,但雌蟬也有鼓室,不過構造不完全,無法發聲。除了“情歌”以外,雄蟬還會發出“求救信號”(distress call )和“警告信號”(encounter call),當它們受到驚嚇、被捕食者捉住,或者遇到入侵地盤的同類時,會發出特殊的叫聲。
鳴聲是蟬與同類交流的信號,因此蟬不論性別,都有能聽見蟬鳴的“耳朵”,即耳膜(tympanum)*。很有趣的是,為了不被自己發出的噪音所震聾,雄蟬在發聲的時候可以“捂著自己的耳朵”,讓耳膜停止工作——所以夏天走過懸鈴木下的行人耳朵可能要聾了,但樹上的鼓手們壓根聽不見!所以往死里吵啊!
* Tympanum (pl. tympana) 的有道翻譯結果是“鼓室;鼓膜,耳膜;振動膜”,為了不與上面的鼓室(tymbal)混淆,暫譯為耳膜。
上海常見的蟬主要有黑蚱蟬(Cryptotympana atrata)、蒙古寒蟬(Meimuna mongolica)和蟪蛄(Platypleura kaempferi),從體型和顏色上很好區分。其中,黑蚱蟬大概是復旦里最常見的蟬,在懸鈴木上大聲吵吵的就是它們。
立秋過后,風雨一來,便滿地都是壽終正寢的蟬了,還有很多只剩下零落的碎片,不知是被什么動物吃掉了。夏天也跟著它們一起消逝了。
草深無處不鳴蛙
廣州的夏天,就算夜里也不會涼快,反而因為濕度大,水汽蒸騰,更加悶熱。這時候,小區的樹叢中、池塘邊,蛙類就開始大合唱。
蛙跟人類一樣,用聲帶發聲。當空氣從肺內沖出時,就會使喉部的聲帶振動而發出鳴叫聲。大部分能鳴叫的蛙類用聲囊(vocal sacs)作為共鳴腔,放大叫聲。聲囊是→喉嚨下方或嘴角的延伸的皮膜形成的,可以變大、鼓起,歌聲最嘹亮的時候,會讓人擔心氣囊會一不小心漲破……如果沒有聲囊,這些種類的蛙就會利用口腔共鳴。有的蛙非常聰明,還會利用洞穴、人工污水管道等外部共鳴裝置。比如在我家小區里,順著雷鳴般的蛙聲尋去,最終常常發現它們在下水井里開演唱會——做井底之蛙才能吸引到更多妹子呢!
跟蟬鳴一樣,蛙鳴的主要用途是雄蛙用于求偶,當然不同種類的蛙鳴叫聲也是不一樣的。雄蛙的歌聲越響亮,就越能展現出男子漢氣概,越能受到雌蛙的青睞。除了求偶,蛙鳴還有保護領地(territory call)、報警求救(distress call)等功能。有的樹蛙會在下雨前唱起“洗澡之歌”(rain call)。不想交配的雌蛙,或者“直男”雄蛙被另一只雄蛙從背后抱住時,也會發出特殊的叫聲。
蟋蟀一何多,曉夜鳴不已
夏夜里的蟲鳴,很有可能是蟋蟀。當然,蟋蟀白天也會叫,只是叫聲比較輕柔,到了晚上,其它聲音寂靜下去,蟋蟀又鼓足了勁,叫聲就格外明顯。
蟋蟀的發聲器官位于革質的前翅上,雄蟲的兩側前翅結構是不對稱的,左翅上有音銼(file),右翅上有刮器(scraper),當雄蟲把兩側前翅按一定角度抬起、接觸,并相互刮擦,就能發出聲音。調整角度和摩擦頻率,能得到不同的聲音。
翅上還有一個叫“鏡膜”的結構,也就是一片加厚、硬化的膜,可以形成共鳴,放大音響。兩個前翅和體壁之間形成的空腔也有共鳴的作用。
蟋蟀鳴叫同樣是為了求偶,所以大部分的雄蟲能叫而雌蟲是啞巴。蟋蟀的叫聲相當復雜,包括召喚聲、歡迎聲、求愛聲、警戒聲、挑戰聲和勝利聲等,在求偶過程中的不同階段、不同情況下,發出不同的聲音。
蟋蟀的鳴叫與溫度密切相關,甚至可以根據蟋蟀的發聲頻率來推算出環境的溫度。當然,不同種類的蟋蟀叫得最歡的溫度也不盡相同。中國的蟋蟀大多7月-8月開始鳴叫,直至10月天氣轉冷停止,其實是從夏季叫到秋季,有些頑強的蟋蟀在深秋也還會鳴叫。不過夏夜的蟲鳴聽起來熱鬧非凡,生機勃勃,到了秋季只是零丁喑啞,反而襯出秋季的蕭瑟悲涼來。
“昆蟲樂隊”(鳴蟲)中,除了多伊棺頭蟋(Loxoblemmus doenitzi,俗名棺材頭)迷卡斗蟋(Velarifictorus micado,又稱中華斗蟋,俗稱蛐蛐、促織)、黃臉油葫蘆(Teleogryllus emma)、日本鐘蟋(Meloimorpha japonica,俗稱金鐘、馬蛉)、雙斑蟋(Gryllus bimaculatus)、中華樹蟋(Oecanthus sinensis)等各種蟋蟀以外,還有紡織娘(Mecopoda elongata)、優雅蟈螽(Gampsocleis gratiosa,俗稱蟈蟈)直翅目昆蟲。
我國有飼養鳴蟲的文化,很多人喜歡把鳴蟲養在家中,照料調養,欣賞把玩;又可裝在小容器里,攜帶出門以蟲會友。
不過,我以為,最好的鳴蟲音樂廳,還是在草地上、樹叢里啊。
參考文獻
陳道海,袁肇友,杜金球,等.迷卡斗蟋鳴聲的聲學特征及其生物學意義[J].昆蟲學報,2005,48(1):82-89.
張陽林