蟬為什麽在夏天唱歌?真的是因為熱嗎?是因為熱還是其他原因,壹定要解釋清楚是不是因為熱。
蟬是壹種昆蟲,又稱蟬。有很多種,雄蟬腹部有發聲器,能連續發出很大的聲音;雖然雌蟬的腹部也有發聲器,但它不會發出聲音。
幼蟲生活在土壤中,吮吸植物的根。在地下生活4年後,他們會從地下鉆出來,欣賞壹會兒風景。成年人只吸植物的汁液。
蟬的壹生經歷三個不同的時期:卵、幼蟲和成蟲。卵產在樹上,幼蟲生活在地下,成蟲返回樹上。蟬交配後,雄蟬完成了使命,很快死去。雌蟬開始產卵了。她用壹個尖頭的產卵器在樹枝上戳洞,壹次產生4到8個。壹根樹枝往往要幾十個洞,然後雌蟬不吃不喝很快就死了。卵在枝頭越冬,只有到了第二年夏天,借助太陽的溫度,幼蟲才能孵化。
世界上蟬的種類很多,有3000多種,我國目前已知的有200種左右。在中國,土地遼闊,壹年四季都有蟬鳴。春天有“春蟬”,壹唱就喊“醒醒——醒醒”;夏天,有壹個“夏蟬”。唱歌的時候就喊“好熱——好熱”“知了——知了”。秋天有“秋蟬”,唱歌的時候喊“拿著——拿著”;冬天有“冬蟬”,壹唱就喊“完了——完了”。
為什麽蟬喜歡大聲唱歌,聲嘶力竭地叫?法國著名昆蟲學家法布爾對此感到不解。他活了90多歲,壹生致力於昆蟲學的研究,寫了654.38+0多萬字的研究論文集——《昆蟲》。他對蟬進行了多年的觀察和研究,並做了極其生動細致的描述。他這樣描述蟬的鳴叫:“在蟬翅膀後面的空腔裏,有壹個類似鈸的樂器。它還不滿足,還要在它胸前放壹個響板,增強聲音的強度。這只蟬為了滿足對音樂的愛好,確實做出了很大的犧牲。因為這個巨大的響板,活體器官無處安放,只好被壓到最小的角落。為放置樂器而收縮內臟,當然是對音樂非常熱情。”
但是,為了弄清蟬為什麽沒完沒了地拉著它“肚子”上的鐃鈸使勁唱,法布爾是不是故意提高了“嗓門”,因為他根本沒聽到自己的大嗓門,怕別人沒有自己聽得那麽清楚?於是,他做了壹個實驗,驗證雄蟬是否能聽到聲音。
他站在雄蟬身後,近距離大聲說話,使勁吹哨子,打耳光,用石頭砸石頭……用各種噪音嚇唬蟬。但是蟬繼續無動於衷地歌唱。真的是對身後的事充耳不聞,只用心唱了壹首歌。後來,法布裏斯幹脆找了兩把火槍打野獸,裏面裝滿了火藥,在蟬的旁邊壹次又壹次地開火。聲音如雷,但“歌手”們悠閑地唱著,甚至沒有表現出任何恐懼或焦慮。於是法布爾得出結論,雄蟬沒有聽覺。他聽不到周圍的任何聲音,甚至他自己的尖叫。他是壹個真正的“聾子”。
雄蟬聾了嗎?
這是關於蟬的第壹個謎團。
法布爾的結論已經被廣泛接受了100多年。直到20世紀80年代,小學語文課本中關於蟬的部分仍然沿用法布爾的觀點,認為蟬是壹個聾子。
然而,在100多年前,人們壹直認為雄性蟬能聽到聲音。並賦予了雄蟬“音樂大師”的美譽甚至直到現在,世界上的豎琴都是用蟬來裝飾,作為壹種象征。這裏還流傳著壹個典故:相傳古希臘有兩位著名的音樂大師,阿諾莫斯和貴族。這壹天,兩位古代藝術家在雅典舉行全國豎琴錦標賽。豎琴演奏技巧方面,Ionomos比Aristotelian略勝壹籌。沒想到,Ionomos正在演奏精彩刺激的時刻,豎琴的琴弦突然斷了。就在這緊急的時刻,偏偏有壹只蟬飛了進來,延續著琴聲。紫羅蘭只好隨著水流推著船,模擬蟬的鳴叫,假裝玩耍。因為模擬太逼真,真假難辨。紫羅蘭贏得了比賽。為了感謝蟬的“拯救”,阿諾莫斯將蟬裝飾在豎琴上作為象征。
當然這只是傳說,但反映了人們對蟬的聽覺的看法。如果蟬是聾子,它怎麽能及時飛來拯救現場?
近年來,許多昆蟲學家對蟬是聾的這壹結論表示懷疑。雄蟬有壹個高度發達的發聲器,可以發出令人討厭的高音。中小型蟬的鳴叫聲壹般可達80-90分貝,大型蟬可達100-130分貝。中國四川峨眉山的壹種震旦紀馬蟬,它的群鳴響徹整個山谷,震耳欲聾,不堪入耳。蟬為什麽哭的力度這麽大?目的是吸引遠方的雌性交配繁殖。但雌蟬的發聲器官已經退化,只能聽到雄蟬的邀請,卻沈默不語。這意味著“戀人”之間沒有“二重唱”,他們之間的交流是單向的。所以,雄蟬在鳴叫的時候,壹定要能聽到自己的叫聲,這樣才能懂得鳴叫,不斷修正自己的叫聲,才能更有效地吸引雌蟬。
昆蟲學家解剖後發現,蟬的腦室外緣(第二腹節左右兩側)有壹個略突出的聽囊,腔內約有1500個聽覺單位。當外界聲波激發聽膜振動時,聽覺神經細胞被激發,其神經沖動沿聽覺神經傳入大腦的聽覺通路,產生相應的聽覺感覺。雌性蟬的聽膜雖然比同種雄性蟬的小,但聽脊明顯較大,而且聽脊對聲音的感覺比聽膜更靈敏。所以證明了雄蟬並不聾,只是她的聽力不如雌蟬淩。
但科學家在研究中發現,雄蟬的聲音是由第壹、二腹節發生器的收縮運動引起的,分別影響兩側膜的受迫振動。覆蓋在發聲膜上方的背瓣(即“鼓蓋”),形成的鼓室,左右對稱的兩個腹瓣(即“聲蓋”)和下方的左右心室,都具有調諧和放大聲音的作用,而心室內壁的上半部是壹個近似白色的褶膜,下半部是壹個向內傾斜的近似半透明的聽膜,亮如鏡子,故稱為“鏡膜”。雄蟬的褶膜、鏡膜、腹壁膜是接收聲波的聽覺膜,也是歌唱的輻射膜,相當於我們使用的單卡錄音機。它是兩用的,可以錄音和放音。單卡錄音機不能同時使用兩種功能,錄音時不能回放,回放時不能錄音。
因此,有科學家認為,雄蟬是“半聾”的,即靜止不叫時能聽到聲音,但大聲叫時聽不到任何聲音。然後這個問題又出現了。其實很多種蟬都有合唱的習慣。妳不妨仔細聽聽,蟬是這樣唱的:先是大家壹起叫,節奏很整齊,然後壹起停。可見,雄蟬鳴叫時,顯然需要聽到其他類似的鳴叫,才能調整自己的鳴叫,參與合唱。
這樣看來,說雄蟬的鏡膜既是聽覺膜又是揚聲器膜是不可理解的。
看來,雄蟬是不是聾子,還需要進壹步探討。
雌蟬壹定是啞巴嗎?這是蟬的第二個謎語。
從表面上看,所有被捕獲的雌性都不會唱歌,所以人們稱她們為“啞女孩”。從上面所說的來看,雄蟬的“鏡膜”同時具有接收和放大的功能,所以它在唱歌的時候,鏡膜是在放大的,難免聽不到自己的歌聲。這樣,雌蟬不會說話,雄蟬也聽不到它在叫什麽。這不就是公蟬瞎叫的情況嗎?這怎麽能讓遠處的雌蟬準確找到自己的“男朋友”呢?
壹些科學家認為,當雄蟬絕望地鳴叫時,它可以從方圓1000領地召喚出雌蟬。當雌蟬飛到近距離時,雄蟬不斷發出獨特的低音量“求偶聲”,吸引雌蟬靠近。同時,雌性蟬也能發出低音量的回應聲。這樣互相了解才能達到交配的目的。只是雌蟬的低音量次聲人耳聽不到而已。
然而,他們是否真的以低音量“交談”仍是壹個謎。
蟬是如何計時的?這是蟬的第三個謎語。
雌雄蟬交配後,雄蟬很快衰老,墜地而死,留下雌蟬。雌蟬用尖頭的產卵器在小樹枝上紮壹圈小洞,在樹的木頭上產卵。在小樹枝的下端,她還用嘴刺破壹圈韌皮部,使樹枝斷絕了水分和養分的供應,小樹枝逐漸死亡。這樣,有卵的樹枝很容易被風吹到地上,這樣孵化出來的蟬(稱為幼蟲)就能鉆進土裏。
蟬產下的卵半個月後孵化成幼蟬。小蟬的壽命特別長。最短的要在地下生活2-3年,壹般是4-5年,最長的是17年。幼蟬長期生活在地下,冬暖夏涼,很少有天敵威脅,但也很舒適。蛻皮4-5次後,它們要鉆出地面,爬上樹枝,依次蛻皮(稱為蟬蛻皮)成為成蟲。
令昆蟲學家困惑的是,蟬能準確確定時間,在“地獄”中完成幼蟲到成蟲的過渡生長,並在合適的時間爬出地面。這是壹個不可思議的奇跡。尤其是17年,蟬再也沒有了,準確地說是生活在17年的“地獄”裏,才露出了天日之光。要看它的孩子,肯定又是17年。所以昆蟲學家總是像天文學家等待日食和哈雷彗星壹樣等待“17蟬”的出現。
幼蟬在黑暗的地下,看不到日出日落,也沒有冬和熱。他們如何測量時間?這是科學界壹大未解之謎。
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