蝙蝠和鲸类的趋同演化

虽然蝙蝠和齿鲸类早在几百万年前就天水两隔，但它们使用的回声定位系统却非常相似。近来，丹麦的研究人员使用一种名为DTAG的新型传感装置对野生鲸类的捕食行为进行了追踪，发现蝙蝠和鲸这两类动物在捕食时的声学行为有着惊人的相似之处。

蝙蝠和齿鲸最近的共同祖先并没有回声定位能力，它们本可以在不同的环境中进化出不同的回声定位技术，然而它们却都使用频率介于1.5万到20万赫兹的声波信号进行捕食（人类听力范围是20赫兹到2万赫兹）。这一频率的重叠很让人惊讶，因为声音在水体中的传播速度比在空气中要快5倍，相对于同样使用这一频率的蝙蝠，鲸鱼有更多的时间决定是否捕捉探测到的猎物。

丹麦奥胡斯大学的研究者彼得（Peter Teglberg Madsen）和南丹麦大学的安玛丽（Annemarie Surlykke）使用DTAG对这一问题进行了研究。这种装置通过一个吸盘固定在鲸的皮肤上，能同时记录超声波信号、惯性和水压。这项技术使得科学家能够对鲸类在水下的行为进行三维重建。之前，人们一直认为鲸类在捕食过程中，无论它们和猎物的距离多近，回声定位信号的频率是始终保持恒定的。但这项研究发现，鲸类也会在接近猎物时把回声定位信号的频率增加到每秒500个单脉冲，和蝙蝠几乎一样。有一种观点认为，哺乳动物的大脑对声音的加工处理能力的极限决定了它们的声学行为。这一相似性支持了这一观点。

彼得同时表示，DTAG技术不仅使得科学家能深入研究鲸类的水下行为，同时也有助于保育工作者评估环境对鲸类行为的影响。

面对噪声，鲸鱼也能“掩耳朵”

齿鲸类发达的声纳系统使得它们能在黑暗浑浊的水中畅通无阻。然而在噪声比较严重的环境中，敏感的听觉反而可能成为它们的负担。最近研究人员发现鲸类如果在噪声发生前得到预警，它们可能会通过降低听觉系统的灵敏度来保护它们的耳朵。

对于美国夏威夷大学的生物学家保罗（Paul Nachtigall）来说，鲸类的听力系统是海洋哺乳动物感官中最吸引人的。他与同事在之前的实验中发现鲸类在发出如步枪发射般响亮的回声定位信号时，会主动屏蔽它们的听力系统。那么在面对外来的噪音时，它们会不会也像这样保护自己的耳朵呢？

研究小组在夏威夷海洋生物研究所驯养的伪虎鲸身上进行了一项实验。在制造噪音前，他们先向伪虎鲸发出一个较短的预警声音，然后通过一个吸附在其头部的传感器记录它的脑电波并分析它的听觉灵敏度。结果发现这头伪虎鲸在接收到预警信号后，大大降低了它的听觉灵敏度。

保罗认为，伪虎鲸这种配对的警报信号和噪音的反应可能是一种条件反射。诸如石油勘探和船只声纳等人为活动在海洋环境中制造了大量的噪音。如果野生的鲸类能迅速对报警信号做出反应，那么这项发现也许会有助于降低人为噪音对海洋哺乳动物的伤害。

目前科学家们还不是很清楚鲸类是怎么调节它们的听觉灵敏度的。蝙蝠也有类似的声纳系统，当它们发出响亮的回声定位信号时，通过收缩耳朵里的肌肉来降低听觉灵敏度。保罗表示鲸类也许有同样的调节机制，但要阐明这种机制还需要更多的研究。“从我们的许多研究工作来看，这也许不仅仅是简单的条件反射。”保罗说。

这两个项目的研究者将会在5月13日-18日在中国香港举办的国际声学会议上对他们的研究成果进行详细的报告。