“震动”动物最重要的通讯手段之一,可能已经有数百万年历史了!

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“震动”动物最重要的通讯手段之一,可能已经有数百万年历史了!

动物利用振动波作为一种重要的交流手段,可能已有数百万年的历史。然而,作为一种生物信息,我们对这种交流方式的认识才几十年。随着科技的发展,我们已经能够回答这样一个复杂的问题:动物如何发送和接收由地面、植物、空气和其他媒介传播的信号。振动波提供的信息可以用来寻找食物、择偶、性别竞争以及与同类动物的接触。无论是昆虫还是大象,它都能很好地利用这种交流方式。

蜜蜂的舞蹈

几个世纪以来,昆虫学家一直想知道蜜蜂如何将它们的信息传递给同伴。直到20世纪40年代,科学家才首次发现蜜蜂是如何传递信息的。原来蜜蜂通过跳舞传递蜂蜜来源的信息。起初,科学家认为蜜蜂的舞蹈是一种没有任何振动的安静舞蹈。其他蜜蜂通过观察侦察蜂的舞蹈动作来了解蜂蜜的来源。但这里有一个很难解释的问题。蜂箱通常是黑色的。蜜蜂如何看待侦察蜂通过舞蹈动作传递信息的意义?显然,他们应该有其他的沟通方式。

虽然蜜蜂听不到通过空气传播的声音,但它对振动波非常敏感。科学家发现,蜜蜂经常伴随着一种低频振动波跳舞,人类的耳朵听不到这种振动波,但其他蜜蜂却能用触角清楚地感受到侦察蜜蜂发出的信息。这种低频振动波在蜜蜂通信中起着重要作用。

为了证实他们的发现,科学家们做了一个实验,他们向蜂巢发射了一束激光,激光束恰巧照在跳舞蜂附近,以观察其他蜜蜂能否“听见”侦察蜂通过“摇摆舞”发出的声音。科学家们发现,跳舞蜂跳舞时,其附近的压力和空气粒子运动发生了变化。蜜蜂的耳朵虽然感觉不到声音压力,但对其周围空气分子产生的前后振动却能做出反应。这说明跳舞蜂通过拍击翅膀产生的压力变化能被其他蜜蜂感觉到。科学家还发现,蜜蜂发出的信息是舞蹈动作与振动波相结合的产物。

蜜蜂又是如何确定方向的呢?科学家发现,蜜蜂能利用太阳作为确定方向的指南针。如果它沿着蜂房垂直向上跳,说明花丛位于太阳所在的方向。如果它垂直向右45度,就意味着花朵在太阳右边45度处。其他蜜蜂在收到这些信息后能非常准确地找到蜜源地,误差率小于10%。

呼救信号

在哥斯达黎加圣路易斯流域,你可以经常看见一种角蝉科昆虫——刺椿象,刺椿象一生中大部分时间都栖附在幼树的枝干上,吸食里面的汁液。刺椿象有很多天敌,但是,最危险的天敌是一种黄蜂。这种昆虫专吃刺椿象幼虫。

刺椿象幼虫缺乏自卫能力,完全依靠母亲提供安全保护。一旦遭到黄蜂的攻击,幼虫唯一可做的就是向它们的母亲发出求救信号,让其前来救命。当黄蜂靠近时,离黄蜂最近的幼虫首先发出一束简短的振动波,听起来非常像“ch、ch”声。此后,便会出现连锁反应,当附近幼虫通过它们的腿感觉到这种振动信号后便立即做出反应,也发出一连串“ch、ch”信号。信号波以极快速度传播,结果所有幼虫个体发射的震波信号聚合成一束振动幅度更大的集合信号。幼虫群集体发出的声音听起来就像某人将收音机旋钮拨到了两个台之间的静电噪音上,音量从零逐渐增强到最大强度,大约每秒钟重复一次。

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