蛙類有屬于它們自己的愛(ài)情。有的蛙類為了愛(ài)情，創(chuàng)造了獨(dú)特的傳遞“愛(ài)情語(yǔ)言”通訊系統(tǒng)，不但能夠遠(yuǎn)距離隔空喊話，而且無(wú)論多么嘈雜的環(huán)境中，都能將“甜言蜜語(yǔ)”準(zhǔn)確的傳送給對(duì)方。也許這讓人覺(jué)得很不可思議，但這一現(xiàn)象早已由中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所的沈鈞賢等人研究發(fā)現(xiàn)，并兩次在世界權(quán)威科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表。

破譯蛙聲中的“密碼”

2006年，沈鈞賢作為共同第一作者在Nature發(fā)表文章，報(bào)道了在湍流附近棲息的凹耳蛙有特殊聲通訊能力的重要發(fā)現(xiàn)。這一原創(chuàng)性成果揭示了凹耳蛙是第一個(gè)有超聲聽(tīng)力的兩棲動(dòng)物，在強(qiáng)環(huán)境噪聲條件下用高頻聲信號(hào)通訊，可能是適應(yīng)喧鬧生境、發(fā)聲及聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)\"協(xié)同進(jìn)化“的結(jié)果。

因?yàn)樯蜮x賢等人的重大發(fā)現(xiàn)具有在世界范圍內(nèi)開(kāi)創(chuàng)性，2007年，他申請(qǐng)的“蛙高頻聲通訊的生物物理基礎(chǔ)”項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目資助，這為未來(lái)4年繼續(xù)在黃山和北京實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行這項(xiàng)研究提供了保障。此后，沈鈞賢和夫人徐智敏每年出差黃山溫泉地區(qū)，每天傍晚到凌晨，在桃花溪兩岸觀測(cè)凹耳蛙行為，開(kāi)展生物聲學(xué)等實(shí)驗(yàn)研究。

果然僅僅過(guò)了一年，他們的研究又取得進(jìn)展。2008年他在Nature發(fā)表文章，報(bào)道了雌性凹耳蛙（Odorrana tormota ）即將排卵之前，發(fā)出短促而高頻的超聲信號(hào)，明顯不同于雄蛙的廣告聲。通過(guò)回放雌蛙的超聲求偶聲，發(fā)現(xiàn)雄蛙不僅增加了叫聲活動(dòng)，并趨近聲源。雄蛙一聽(tīng)到雌蛙叫聲，經(jīng)常調(diào)準(zhǔn)朝向，以非凡的精確度長(zhǎng)距離地跳向喇叭。從而揭示了凹耳蛙進(jìn)化了一個(gè)令人驚訝地發(fā)育良好的高頻聲通訊系統(tǒng)，這是對(duì)急流噪聲環(huán)境的一種適應(yīng)。

發(fā)現(xiàn)帶來(lái)的啟示和應(yīng)用

沈鈞賢的研究指出，絕大多數(shù)無(wú)尾目?jī)蓷珓?dòng)物（蛙和蟾蜍）產(chǎn)生廣告聲，其頻率組分介于100 Hz至5或6 kHz之間。凹耳蛙和澗蛙是例外，它們發(fā)出高頻廣告聲，其主要頻率組份遠(yuǎn)高于5～6 kHz。世界上只有兩種蛙科動(dòng)物的鼓室是凹陷的（即鼓膜不在體表），有哺乳動(dòng)物那樣的外耳道。一種是中國(guó)的凹耳蛙，分布于中國(guó)黃山、富春江一帶，棲息在海拔約150～700 m的山溪附近。在繁殖季節(jié)，凹耳蛙白天隱匿于石頭縫隙或土洞內(nèi)，夜晚?xiàng)⒃谏较獌膳怨嗄炯?xì)枝或巖石上，不時(shí)地發(fā)出“吱、吱”聲。另一種是產(chǎn)于加里曼丹的澗蛙。凹耳蛙與澗蛙均為蛙科東南亞物種，在地理分布上互不重疊，遺傳基因也無(wú)關(guān)。鼓膜凹陷的澗蛙與凹耳蛙相似，可以推測(cè)它們都能用高頻聲進(jìn)行種內(nèi)通訊。

沈鈞賢發(fā)現(xiàn)中國(guó)凹耳蛙面對(duì)喧鬧的背景噪聲，采用提升叫聲頻率的策略進(jìn)行種內(nèi)通訊，要比純粹提高聲音強(qiáng)度更加符合生物“節(jié)省能量”的生存原則。雌蛙排卵前產(chǎn)生高頻求偶聲，誘發(fā)雄蛙以超精確度趨近雌蛙；雄蛙能自主開(kāi)閉咽鼓管，以調(diào)諧高頻聽(tīng)覺(jué)。凹耳蛙進(jìn)化的這些特征是對(duì)嘈雜生境的適應(yīng)，在其他兩棲動(dòng)物中尚未發(fā)現(xiàn)，這對(duì)動(dòng)物聲通訊進(jìn)化研究很有價(jià)值。

此前人們不大知道“人為什么有外耳道”。 他們從凹耳蛙研究得到啟示，認(rèn)識(shí)到外耳道可以明顯改進(jìn)感知高頻聲音的靈敏度。另外，凹耳蛙高頻聲通訊提示我們，可以發(fā)明一種新技術(shù)幫助人們?cè)诔錆M背景噪聲的環(huán)境中彼此傾聽(tīng)他們想聽(tīng)的聲音，或設(shè)計(jì)新型超聲通訊裝置解決人的聽(tīng)力損失，改善耳聾患者的聽(tīng)力。目前，在已有研究成果的基礎(chǔ)上，已研制出一種智能型方向助聽(tīng)器。應(yīng)用普通助聽(tīng)器，使用者只能提高他周圍的所有聲音響度；如應(yīng)用方向性助聽(tīng)裝置，能指向性極強(qiáng)地集中并放大他所感興趣的說(shuō)話者的聲強(qiáng)，過(guò)濾掉其余的聲音，這或許對(duì)保密通訊有用。隨著這一領(lǐng)域研究的深入，未來(lái)或?qū)Ыo我們更多的認(rèn)識(shí)和打開(kāi)更廣闊的應(yīng)用前景。