在千奇百怪的動(dòng)物世界，有不少動(dòng)物的眼睛是天生的“瞎子”，看不見任何東西。但為了生存，這些動(dòng)物便使出“絕招”，用耳朵替代眼睛。

最早發(fā)現(xiàn)“以耳朵引路”的是蝙蝠

人們最早發(fā)現(xiàn)用耳朵替代眼睛的動(dòng)物是蝙蝠。1793年，意大利一位生理學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)雙目失明的蝙蝠同視力正常的蝙蝠一樣能飛行覓食。他感到十分驚訝，于是將這只瞎眼蝙蝠帶到一間黑暗的房間，瞎眼蝙蝠依然能翱翔自若。生理學(xué)家更加驚訝，突發(fā)奇想，何不堵住瞎眼蝙蝠的耳朵試試？這一堵不得了，只見瞎眼蝙蝠成了一只無頭的蒼蠅，滿墻亂撞。這下，生理學(xué)家明白了，瞎眼蝙蝠是靠耳朵在飛翔?。?/p>

真正對(duì)蝙蝠飛行有細(xì)致研究的是美國一位博物學(xué)家。他將捕捉到的一籠小棕黃蝙蝠置于一臺(tái)檢測(cè)高頻聲的儀器旁，結(jié)果弄得儀器“嗡嗡嗡”地和“嚓嚓嚓”地響個(gè)不停。當(dāng)這些蝙蝠被允許飛行時(shí)，儀器則只有偶爾才檢測(cè)到它們的高頻聲。1938年，這位實(shí)驗(yàn)博物學(xué)家在哺乳動(dòng)物學(xué)雜志上報(bào)告了這一新發(fā)現(xiàn)，從而使人們第一次意識(shí)到默默無聲的蝙蝠原來是在使用人類聽不見的超聲語言。此后幾年，博物學(xué)家又做了一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)，證明了蝙蝠不僅能發(fā)出超聲并接受超聲，而且還能通過接受分析超聲回聲信號(hào)來“看”周圍物體并定位。至此，多年來一直使人們感到困惑不解的問題——蝙蝠何以能“以耳視物”，終于有了初步答案。

已知的幾類以耳代眼的動(dòng)物

自蝙蝠的回聲定位功能被發(fā)現(xiàn)以后，科學(xué)家們又相繼發(fā)現(xiàn)了其他也是依靠聽覺來捕獲獵物和獲取環(huán)境信息的動(dòng)物，盡管它們的行為方式和神經(jīng)機(jī)制不盡相同，但都有著極其精確的回聲定位能力。

在所有小蝙蝠亞目中（該目約800種），它們都進(jìn)行回聲定位，而大蝙蝠亞目（該目154種）只有一種。由于蝙蝠種類繁多（幾乎占哺乳動(dòng)物的五分之一），分布廣泛，食性不一，形態(tài)學(xué)及生態(tài)學(xué)差異較大，因而不同種類的蝙蝠其回聲定位行為和定位聲各自有別。

盡管如此，這些回聲定位蝙蝠仍然有一些共同特征。如：視覺系統(tǒng)原始；聽覺發(fā)達(dá)；具備特化的生物聲吶系統(tǒng)，能依其發(fā)達(dá)咽喉肌快速有力之收縮產(chǎn)生超聲波，由鼻孔或口傳出；定位有效范圍約2米左右。

如將它們所發(fā)出的定位聲予以記錄分析，可發(fā)現(xiàn)主要有兩類不同特征的信號(hào)：一類是調(diào)頻聲，持續(xù)時(shí)間較短，約0.5～5.0毫秒，利用該類信號(hào)的蝙蝠種類占大多數(shù)，典型代表如大棕黃蝙蝠，通常也稱它們?yōu)镕M蝙蝠；另一類信號(hào)則由兩部分組成，即一個(gè)長的（持續(xù)時(shí)間從30～60毫秒乃至200毫秒不等）恒頻（CF）成分和緊跟其后的一個(gè)短的（持續(xù)時(shí)間2～6毫秒）調(diào)頻（FM）成分，這種信號(hào)的恒頻成分對(duì)檢察目標(biāo)和測(cè)定目標(biāo)速度是一種理想信號(hào)，而短的調(diào)頻成分則更適于確定目標(biāo)的范圍和特征。所以，利用這類定位聲的蝙蝠既能于遼闊的天空捕捉飛蛾，亦能于枝葉草叢中尋覓昆蟲的蛛絲馬跡，觸須蝠屬于這一類。而有的蝙蝠能根據(jù)不同情況交替使用上述兩類定位聲。例如，食魚蝠在巡航時(shí)發(fā)射CF和CF/ FM脈沖，而在捕捉獵物時(shí)則發(fā)射FM脈沖。

由于超聲具有方向性強(qiáng)、辨距精度高的特點(diǎn)，通過分析處理超聲回聲信號(hào)的時(shí)間差和強(qiáng)度差來采集信息已成為一項(xiàng)得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)，如人們熟知的醫(yī)用B超、超聲探測(cè)儀等。然而，蝙蝠的回聲定位能力遠(yuǎn)非我們現(xiàn)已掌握的超聲應(yīng)用技術(shù)所能比擬，這些“空中盲大俠”在跟蹤飛蛾時(shí)動(dòng)作之敏捷，成功率之高，再杰出的航天工程師也會(huì)羨慕不已。此外，蝙蝠無論在水平方位還是在垂直方位都有極其良好的聲定位能力，能區(qū)分回聲源方向，因而從某種意義上講，蝙蝠聽覺的“視”物敏銳度并不亞于眼睛。引人注意的是，蝙蝠能根據(jù)目標(biāo)的距離來控制聲脈沖能量并調(diào)節(jié)聲發(fā)放率，它們一旦逼近目標(biāo)，就會(huì)增加聲發(fā)放的重復(fù)率以獲取更多更詳細(xì)的目標(biāo)信息?？梢?，蝙蝠在進(jìn)行回聲定位時(shí)包含著一系列極為復(fù)雜的主動(dòng)調(diào)節(jié)過程，這一點(diǎn)與被動(dòng)視物迥然不同。

這是一類水棲哺乳動(dòng)物。較多學(xué)者認(rèn)為齒鯨類的定位聲由鼻道發(fā)出，經(jīng)過頭骨的反射和鼻隆的聲透鏡作用而形成發(fā)射的超聲波，回聲可能通過下頜骨傳導(dǎo)到耳。不同齒鯨類定位聲頻率變異較大，如生活于我國長江中下游的白鰭豚，它們的聲信號(hào)主要有兩種：一種為“嘯叫聲”，主頻率為6千赫茲，平均持續(xù)時(shí)間為330毫秒；另一種為“嚓嚓嚓”聲，頻率分布在8～160千赫茲之間，前者被認(rèn)為用于它們之間的相互通訊，后者則只是在覓食時(shí)才發(fā)出，與定位有關(guān)。研究也已證實(shí)，齒鯨類不僅能依賴耳朵來測(cè)量目標(biāo)，探測(cè)物體形狀，還能分辨出物體的性質(zhì)。由于水中能見度相對(duì)于空氣中要低，而聲脈沖在水中的傳播速度卻高于空氣，因而利用聲脈沖導(dǎo)航和定位，不失為齒鯨類經(jīng)長期演化而獲得的一種“絕技”。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，目前人們對(duì)這類水生哺乳動(dòng)物回聲定位的神經(jīng)機(jī)制還知之甚少。

亦屬哺乳類，眼小，多營地下穴居生活，夜間活動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，它有回聲定位功能。當(dāng)無尾猬尋找某一目標(biāo)時(shí)會(huì)發(fā)出“嚓嚓嚓”聲，有的種類所發(fā)出的這種聲音甚至可被研究者在幾米之外記錄到，信號(hào)持續(xù)時(shí)間非常短，約0.1～0.8毫秒，頻率在5～17千赫茲之間。無尾猬在探察陌生地域或在灌木叢中爬行時(shí)也發(fā)射“嚓嚓嚓”聲，因而回聲定位術(shù)可能是它用以了解周圍環(huán)境信息的主要手段。

屬鳥類，它們二者均在深洞里筑巢，彼此之間并無親緣關(guān)系。動(dòng)物行為研究表明，它們能在黑暗的環(huán)境中有效躲避障礙物，若堵住雙耳，它們就會(huì)喪失這種能力。兩種鳥所用的定位聲都在人類可聽聲頻范圍內(nèi)，油鴟的定位聲頻率為6～10千赫茲，金絲燕為4～7.5千赫茲，信號(hào)持續(xù)時(shí)間非常短。有意思的是，金絲燕和油鴟只在黑暗的環(huán)境中才使用回聲定位，以耳代眼，一旦處于光線充足的環(huán)境中，則依然靠視覺觀察物體。

以為貓頭鷹捕食是靠它那一對(duì)圓亮的大眼睛那就錯(cuò)了，即使在明亮的白晝，它們也很難看清田鼠，因?yàn)樘锸蟮念伾椭車h(huán)境的顏色是混雜不清的。實(shí)際上，貓頭鷹是依靠聲音來確定獵物的位置。實(shí)驗(yàn)證明，貓頭鷹利用雙耳時(shí)差以確定聲音的水平方位；而用雙耳強(qiáng)度差來確定高度。這方面，其他動(dòng)物只能望塵莫及，這是由于貓頭鷹有一對(duì)奇怪的左右高低不對(duì)稱的耳朵：右耳及其耳口略向上，對(duì)高處聲音敏感；左耳及其耳口略向下，對(duì)低處聲音敏感，這種特殊結(jié)構(gòu)大大強(qiáng)化了它們的聲定位能力。此外，貓頭鷹聽覺頻率的最佳范圍（3～6千赫茲）正是它們喜食的鼠類活動(dòng)時(shí)常發(fā)生的音頻，故貓頭鷹不需要靠主動(dòng)發(fā)聲后的回聲來定位，便能怡然自得地從事夜間捕鼠活動(dòng)。

迄今為止，在上述以耳代眼的動(dòng)物中，只有蝙蝠和貓頭鷹這兩類的聽覺系統(tǒng)被較全面而深入地進(jìn)行了研究，并取得了許多重要發(fā)現(xiàn)。即便如此，仍有許多未知待以探索。例如，蝙蝠是如何克服來自目標(biāo)以外的回聲干擾？又何以能在方圓幾里的范圍內(nèi)記住自己的棲息地？對(duì)這些迷人問題有待進(jìn)一步詳盡研究它們的聲信息處理過程，才有可能得出明晰的結(jié)論。同時(shí)，這種研究對(duì)人類弄清其他動(dòng)物乃至人類自身的聲信息處理機(jī)制也必將大有裨益。