基本介紹
- 中文名：海洋生物發聲
- 外文名：marine organism sound
- 拼音：haiyang shengwu fasheng
- 屬於：水下噪聲的一部分
簡介,簡史,作用,套用,分類,無脊椎動物,甲殼類,魚類,哺乳動物,
簡介
haiyang shengwu fasheng
海洋生物發聲
marine organism sound
海洋中不少動物都會發聲，這種聲音屬於水下噪聲的一部分，對水下聲探測和海洋生物研究都有重要的意義。
海洋中會發聲的動物有無脊椎動物、魚類和哺乳動物。
簡史
公元 3世紀阿爾西內烏斯就發現了龍蝦發聲。1867年，K.A.默比烏斯記載了龍蝦能發兩種聲。但系統地研究海洋動物發聲機制及其聲學特性，是在第二次世界大戰期間開始的。20世紀70年代以來，對動物發聲的研究多集中在發聲動物的行為、發聲器的結構以及動物發聲的特點等方面，特別是對海豚類聲吶系統的功能、形態、發聲行為與機制及其訊號特點等研究的比較多。
作用
魚類發出的聲音除了單純的機械摩擦聲外，還有一類與其行為特性相伴生的聲音，稱為“生物學之聲”。魚類能發出“生物學之聲”的種類，熱帶海域比高緯度海域多。其作用不盡相同：有些種類當受到刺激或襲擊時，發出明顯的警戒聲、驚駭聲或逃避聲；有些營巢的魚常用鰭發出吱吱聲，以嚇退敵害；蟾魚科(Batrachoididae)中一些種類在保護卵時發出聲音。美國大西洋岸的幾種石首魚，在夜間21時至翌日 2時發出最響亮的聲音，此時也正是攝食最盛時期。因此，它們的發聲似與索餌魚群個體之間保持聯繫有關。不少種類往往伴隨著繁殖交配行為而發聲，且多數情況下雄魚比雌魚所發噪聲要大，如幾種鱈魚、海馬和蝦虎魚類。
套用
魚類對聲音具有靈敏的反應，如有的魚在進行聲音馴育中能同時記憶 5個訊號，並可在混有2～3種“非食物”訊號中明確地辨別出“食物”訊號。幼魚對外來聲的反應比成魚更敏感，且能接受更高的音調。真鯛(Pagrosomus)能對鐵棒（或銅管）的連續敲擊聲形成條件反射,游向聲源近處。?魚（Seriola）對水泡上升海面的聲音常留戀不捨。鰺（Caranx）和鮐(Pneumatophorus)等中上層魚類則熱衷於陣雨聲。上述魚的這些特性都已不同程度地套用於魚類的養殖與放流增殖的試驗之中。
魚類發聲與對聲反應的特性，早已為世界各地的漁業所利用。中國沿海漁民很早就已熟悉大、小黃魚等的叫聲，並加以套用，如利用大黃魚對急促強大的敲擊噪聲十分敏感的特性，發展“敲罟漁業”，將魚群驅至預設網中。目前有的國家和地區已出現不同類型的水聽器和水下音響集魚器，試用於捕撈漁業。
海豚的哨音可使許多魚類嚇呆、下沉或散開。逆戟鯨發出的威脅聲對魚類和其他海洋哺乳動物有強大威力。對海豚的完善聲吶系統人們正在研究擴大套用範圍，以協助人類在海洋開發事業中進行探測、通訊等工作，進而將海豚訓練為海洋牧業的“牧犬”。
分類
無脊椎動物
發聲最多的是甲殼類，如蟹類和蝦類等。這類動物通常用鉗和觸角之類，撞擊和摩擦發出劈啪聲、喀噠聲或銼磨聲。有些亞熱帶的蝦有一個特別大的螯，用以發聲。這種噪聲，大部分是無脊椎動物在進食和運動中發出的，噪聲頻譜介於20赫到20千赫之間。在這些動物群集的溫暖海區，噪聲很大，在10～20千赫範圍內，可能比 2級海況下的海洋噪聲大45分貝之多。
軟體動物中,貝類在它們的殼開合時發出碰撞聲;烏賊和章魚在用堅硬的嘴進食時發出銼磨聲，在噴水向前推進時發出砰砰聲；藤壺和海膽在移動時也會發出喀噠聲。
無脊椎動物的某些發聲可能和繁殖有關，或作為警告的信號。
甲殼類
海洋甲殼動物中只有軟甲類的十足目(Decapoda)和口足目 (Stomatopoda)能發出噪聲。它們的發聲器分為 3類：①摩擦發聲器。如龍蝦的觸角活動時摩擦額板，發出吱吱的響聲，其頻率為 6～84赫；赤蝦類的發聲器由幾個到幾十個數目不等的一列小脊組成；蟹類和歪尾類具有類似的小脊，互相摩擦發聲。②大螯臼杵發聲器。鼓蝦(Alpheus)、珊瑚蝦(Coralliocaris)、海綿蝦（Typton）等，都能由大螯兩指急劇合攏發出強烈的爆破聲。 ③掠肢掌指彈射發聲器。 口足類蝦蛄科(Squillidae)等的種屬，以其掠肢的指節驟然彈開，發出彈擊聲。特別是指蝦蛄(Gonodactylus)等屬的掠肢指節猛然彈擊時發出強烈的彈擊聲響，其彈擊力能夠擊破玻璃瓶。
魚類
魚類的聲音主要有摩擦聲、魚鰾振動聲和遊動時產生的流體動力聲。許多魚在咬齧、從岩石上剝下食物、搖動鰭部或摩擦咽部凸起部分時，都發出銼磨聲，其主要頻率為100～4000赫。
大部分魚類都有特別的肌肉和鰾連線或長在一起。這些肌肉振動時，引起魚鰾振動而發聲。棲息在中國沿海的石首科魚類都會發聲，其群體發聲具有明顯的季節性和晝夜節律。其中，以發聲著稱的大黃魚，通常發出短促的敲擊聲（0.1秒），或連續發出5～10個短促的敲擊聲，聽起來好像擊；蟾魚發出的叫聲,基頻為200～300赫，持續時間較長（0.5秒），通常稱為汽笛聲。不同魚類發出的聲音，頻譜和波形都不相同，可利用來判斷發聲的魚類。蟾魚和黃魚的某些叫聲和產卵有關，有些則是在求偶、攻擊、防禦或受驚時發出的。魚類在游泳中，特別是驟然變速或變向時，也會發出頻率很低的聲波。
海洋魚類具有靈敏的聲感受器：側線器官和聽迷路。側線器官可感受頻率為 5～25赫的機械振動和次聲振動。對於次聲波與聲波交界處的振動，某些魚類則兼用側線器官和聽迷路進行感知。但是，至今尚未發現魚類具有專門的發聲器官。它們的發聲是由許多變異了的特殊組織所兼行的，如某些骨骼組織、肌肉及鰾。所發的聲音分為兩大類：與摩擦有關產生的聲和與鰾有關產生的聲。
① 摩擦發出的聲。其頻率一般為 100～8000多赫。若鰾起助鳴時,摩擦聲頻往往低於1000赫,其聲猶如蛙鳴聲、鳥鴉叫聲和叩擊聲；鰾不起助鳴作用時，摩擦聲頻通常為1000～4000赫，其聲猶如滴答聲、磨銼聲、撕裂聲。如海馬發出類似打鼓的單調聲;印度的一種鰺(Ca-ranx hippo)叫聲像小豬叫;魴?(Trigla)的叫聲有時像豬叫，有時像呻吟，有時像鼾聲，且反覆發生。
牙齒進行碾磨和壓破食物、咬齧時發出的聲音，是摩擦聲中的重要類型。鸚嘴魚科(Searidae)、隆頭魚科(Labridae)、海鯽科 (Embiotocidae)等種類,當它們用堅固的顎齒或咽喉齒壓破軟體動物和甲殼動物的外殼時均可發出聲音。竹?魚(Trachurus)、翻車魨(Mola)和某幾種鱗魨(Balistes)，由上下咽喉齒摩擦發聲。鱸形目 (Perciformes)的許多種類在牙齒咬齧時發聲。杜父魚(Cottus)用鰓蓋發聲,豹魴?(Dactylopterus)用舌頜骨發聲，鱗魨、單角魨(Monacanthus)、豬魚(Capros)、刺尾魚（Acanthurus）、刺魚（Gasterosteus）和鯰科(Siluridae)魚,則用背鰭、胸鰭或腹鰭的棘摩擦而發聲。
此外，魚類在捕食、急速遊動、跳躍和鰓孔急速啟閉時也發出噪聲， 如鮭類魚捕食時發出嘖嘖聲， 鱝科(Myliobatidae)魚跳躍時發出擊水聲。
② 鰾發出的聲。魚類的鰾是產生氣流聲的器官之一。絕大多數鰾的發聲是由於與鰾相連的若干特殊肌肉迅速伸縮,使鰾壁共鳴，從而發聲。在長尾鱈科(Macru-ridae)等魚中,曾發現有肌肉組織嵌入鰾體內,當這些肌肉組織活動時,便直接或間接地使鰾振動,產生聲波。在幾種鯰魚中還發現有發達的“彈簧裝置”，這種特殊器官使鰾壁起振。鰾振動發出的聲音通常為低頻，大約為40～250赫,多數為75～100赫。如石首魚科(Sciaenidae)的發聲，猶如輾軋聲、擊鼓聲、蜂雀飛翔聲、貓叫聲或吹口哨聲；音量很大，迅速反覆，人在甲板上也能聽見。中國的大黃魚，在生殖季節時發出咯咯聲，最大聲壓可達94～97分貝。（見圖） 鯨類發聲 北極露脊鯨 (Mysticete)所發的聲音是典型的低頻哼吟聲和尖叫聲，主要的頻率約為20～1000赫。海豚發聲的頻率為10多赫到20萬赫，所發出的聲音有兩類：一是定位聲，為短促的尖叫聲；二是用以通訊的信號聲,似連續的“哨聲”。研究結果表明,海豚具有回聲定位的能力。海豚頭部具有瓣膜和氣囊系統，通過這類系統將聲波放射出去。當超聲信號遇到目標時，形成低頻的反射信號，再由耳或頭部的其他器官接收，構成完善的聲吶系統。
哺乳動物
有些哺乳動物，例如大部分齒鯨類，都具有回聲定位的功能。海豚能發出持續時間為幾十微秒、頻率達100千赫以上的短促叫聲,這種聲音的發生和鼻道中的特殊氣室有關。海豚頭上的額隆，起著聲透鏡的作用，把接收的聲波變成狹窄的聲束，海豚根據水中物體對自己叫聲的反射聲，判斷物體的方位和距離。海豚重複發出的叫聲，頻率隨目標距離的縮小而增高，故可以藉助這種聲探測而不用視覺或其他感覺，自由地穿過障礙物或捕捉食物等。它的回聲定位系統，不但對距離和方向有很好的分辨能力，而且有相當強的識別目標的能力，能判斷水中物體的形狀和材料。因此，研究海豚的回聲定位系統，對發展聲吶有重要的意義。多種齒鯨能發出聲調變化的聲音和叫嘯聲，其頻率變化的範圍為 1000～10000赫。這種叫聲隨種類和情緒而異，起著通訊的作用。中國長江中特產的稀有動物白鰭豚，也有聲通訊和回聲定位的能力。大的鬚鯨發出的聲音，通常在400赫以下,甚至於低達20赫，可能起通訊作用。海豹和海獅類動物在水中也能發出吠聲和短促的聲脈衝，並有某些聲通訊和回聲定位的功能。
