[圖文]非洲微型青蛙具有獨特聽覺
法國科學家最新研究揭曉世界上體型最小的青蛙不使用鼓膜,而是通過口腔作為擴音器聽到其它兩棲動物的叫聲。
生活在非洲塞舌爾群島的加德納青蛙,體長僅1厘米,之前科學家認為它們沒有聽力,但最新研究顯示它們使用口腔作為擴音器實現聽覺能力
加德納青蛙的皮膚能夠反射99.9%的入射聲波至鄰近內耳的區域,它沒有中耳,聲波無法傳輸至內耳,但是它的口腔可作為一個共振腔實現聲音擴大
來自非洲塞舌爾群島的加德納青蛙,體長僅有1厘米,之前科學家認為它們是沒有聽力的,但最新一項研究發現,事實上它們的聽力是通過嘴部實現。科學家使用X射線發現這種青蛙的嘴部起到共振器或者擴音器的作用,這是世界上體型最小的青蛙物種,其中耳並沒有鼓膜。多年以來,科學家一直置疑這種青蛙如何能夠聽到聲音進行交流通訊,直到目前才發現該物種使用口腔組織傳輸聲音至內耳。
法國普瓦捷大學的雷諾-博裡斯特爾(Renaud Boistel)帶領一支科學研究小組負責這項研究工作,該研究報告發表在近期出版的《美國國家科學院院刊》上。據悉,動物將嘴部作為放大器的特徵出現於2億至2.5億年前的三疊紀時期,雖然青蛙的聽覺系統已進化,但是它們仍普遍存在著帶有鼓膜和聽小骨的中耳。青蛙並不具有像人類一樣的外耳,除了一個帶有鼓膜的中耳位於頭部表面。接收的聲波使鼓膜發生振動,鼓膜能夠傳遞這種振動,聽小骨至內耳之間的毛細胞能夠將這種振動轉換成為電信號抵達大腦組織。
可是加德納青蛙並沒有中耳,因此科學家多年來猜測這種動物是通過大腦探測聲音,差不多所有抵達動物身體的聲波都會被皮膚表面反射。博裡斯特爾博士說:「這些小青蛙生活在相對隔離的塞舌爾群島雨林地區已有4700萬-6500萬年,該群島與主大陸相分離。如果它們具有聽力,其聽覺系統肯定是遠古岡瓦那超大陸倖存生命形式的特徵。」
為了測試加德納青蛙是否使用聲音進行通信,科學家在它們的自然棲息地設置了一個揚聲器,播放預錄製的青蛙叫聲。實驗結果表明,雨林中的雄青蛙對錄製的青蛙叫聲產生回應,從而證實它們能聽到揚聲器中的聲音。
科學家曾猜測加德納青蛙可能使用一種外鼓膜通道穿過肺部或者實現骨傳導。研究小組成員彼德-克羅滕斯(Peter Cloetens)稱,是否該身體組織能夠傳遞聲音,或者並不依賴於它的生物力學特性。
克羅滕斯使用X射線成像技術確定了是肺部系統還是這種青蛙的肌肉對於內耳傳輸聲音具有重要作用,數值仿真有助於勘測是否這些聲音通過青蛙頭部進行傳輸。模擬結果證實加德納青蛙的嘴部相當於一個共振器,或是擴音器。對其它不同物種的同步X射線成像數據顯示聲音從口腔傳遞至內耳具有兩種最佳進化適應性:一是減小口腔和內耳之間組織的厚度,二是減少口腔和內耳之間的組織層數目。博裡斯特爾博士稱,口腔和骨骼傳導使加德納青蛙能夠直接探察到聲音,而不需使用鼓膜中耳結構。