2024-08-10 12:46:11 条浏览
翅膀震动和摩擦会发出声音
声音都是由于振动发出的。
昆虫是如何发出声音的?
发声是昆虫间通讯的有效方式之一,不同的鸣声代表不同的心理,它在种内个体间的召唤、聚集、求偶、攻击、报警等方面起着重要的作用。下面就来说说昆虫的发声原理是什么,大家千万别错过。
昆虫的发声原理是什么
为什么昆虫在飞的时候常会发出嗡嗡声呢?它们大多数是没有发出这个声音的特殊器官的;这种嗡嗡声只有在昆虫飞行的时候才听得到,原因是是昆虫飞行时,每秒都要振动它的小翅膀几百次。振动着的翅膀事实上就是振动着的膜片,而我们知道,所有振动得足够频繁的膜片(每秒钟振动超过16次的),都会产生出一定高低的音调来。
现在你可以搞明白,人们是用什么方法知道各种昆虫飞行时候翅膀振动的次数的。这件事情很简单,只要从听觉上判定昆虫发也嗡嗡声的音调高低就行了,因为每一种声调都是跟一定的振动频率相当的。各种昆虫的翅膀振动次数是几乎不变的,昆虫要调节它们的飞行,只在受到天冷的影响时才增加每秒翅膀的振动次数。正是因为这个缘故,昆虫在飞行时,发出的音调总是不变的。
人们已经测到了各种昆虫翅膀的振动次数,譬如说,苍蝇(飞的时候发出F调)每秒振动翅膀352次,山蜂每秒振动去翅膀220次,蜜蜂在空着身子飞的时候发出A调音,每秒振动440次,如果带着蜜飞行,只振动330次(B调),甲虫飞行时发出的单调比较低,两翅振动得比较慢,相反的,蚊子每秒要振动翅膀500~600次。为了使大家对于上面这一些数目有进一步的了解,让我来告诉你一个数目:飞机的螺旋桨,平均每秒钟只转25转。
昆虫的发音方式
一、飞行、取食、求偶活动产生。
人类能够听到的振频为20~20000Hz。蝶类为7~13Hz;苍蝇为147~220Hz;蚊类飞行时拍打翅膀的振频约594Hz;因此我们可以听到苍蝇和蚊拍打翅膀的声音。
二、身体撞击其他物体产生。
如窃蠹头部敲击隧道壁发出的声音,某些种类的雄性拟步甲求偶时利用腹片摩擦雌性胸部的瘤发出尖锐声音。
三、昆虫本身的特殊发音器官产生。
(1)摩擦发音。
发音器的两部分互相摩擦而发音。如蟋蟀、螽斯、蝗虫、蝼蛄、蝽、天牛、金龟子等。
(2)膜振动发音。
同翅目、半翅目、鳞翅目的部分种类具有此种发音方式。
昆虫的卵要经过几个发育过程才能变成成虫。在发育过程中,昆虫表现出了不同的体态,这种发育过程称为变态发育。变态分为不完全变态和完全变态两种类型。
昆虫发声器产生的鸣声
摩擦发声
是指昆虫体表的不同部位相互摩擦而产生的声波。这种发声方式在昆虫中最为普遍,有11个目的昆虫能以摩擦的方式发声,其中最为普遍的是直翅目、半翅目、鞘翅目的昆虫;从虫态来看,成虫、幼虫(若虫或稚虫)、蛹皆可发声;就发声器官来看,以摩擦发声的昆虫,在身体的一定部位有一定形态和结构的发声器。发声器的着生部位在头、胸、腹三部分均有,具体结构更是多种多样,据Kevan(1955)报道仅直翅目的此类发声器就有24种之多。
有关摩擦发声器,Dumortier(1963)曾作过较为全面的报道,印象初(1982)曾对我国蝗总科的发声器进行了细致的研究,并发现我国蝗虫总科的发声器有11种不同的类型,林凤鸣对黄星蝗的发声器亦有详细的研究。著名的鸣虫蟋蟀、蝈蝈悦耳的“歌声”就是两前翅的摩擦产生的。它们的发声器由声锉和刮器两部分组成,声锉是由雄虫前翅的肘脉腹面特化而成的,另一前翅与与之相对的后缘形成刮器。
发声时,通常两前翅翘起,与虫体呈一定的角度,通过前翅张开、闭合,使声锉与刮器摩擦,从而使翅振动,再经过放大与共鸣,悦耳的鸣声就产生了。蝗虫的摩擦发声同蟋蟀、螽斯有相似之处,但发声器的结构不同。蝗虫身体的一部分形成颗粒状的突起——声锉,身体的另一部位形成刮器,两者相互摩擦发声。声锉及组成声锉的声齿,不同的种类差别较大,刮器结构简单,仅为翅、足或其它部位的一些刚毛、齿、隆线或翅脉等。除无翅和翅非常退化的蝗虫外,绝大多数蝗虫均能发声,但是不同的种类,发声的机制有不同。据有关专家研究,在我国蝗虫的11种发声方式之中最为常见的是后足腿节—前翅型,即声锉和刮器分别位于后足腿节或前翅上,二者摩擦发声。其腿部的摩擦发声是通过基节和后动肌来启动的,这些肌肉有双功效:在飞行时,它们使翅向下压下,这两种肌肉同时收缩;但是在腿部运动即发声时,它们则是交替收缩的。
膜振动发声
是指膜状发声器通过肌肉的收缩与松弛作用振动发出的声波。这类发声方式为同翅目、半翅目、鳞翅目中的某些种类所具有,是昆虫中发声效率最高的方式之一。这种发声方式以同翅目头喙亚目最为典型,它们在几个世纪以前就以其洪亮的“歌声”闻名于世,其中对蝉类的发声机制研究的也最为透彻。蝉的种类很多,多数种类均能鸣叫,但是鸣叫的机理和方式却不尽相同。总的来讲,蝉类的发声方式大致可以分为4类:
①翅拍击发声此类蝉无鼓膜发声器或是接近退化,靠前后翅与身体的摩擦发声,如Platypediinae属。
②前后翅摩擦发声此类蝉无鼓膜发声器,前翅后缘(2A)和具有发声齿的后翅前缘相互摩擦发声,如Ydiellinae属。
③副发声器发声此类蝉除具有鼓膜发声器外,在中胸背板前缘两侧有盘状构造,上有很多纵向的细刻纹——发声盘,可与前翅臀区基部摩擦发声,雌雄均有类似的构造,另外,雄性还具有典型的鼓膜发声器,是它的主要发声器官。如Tettigadinae属。
④鼓膜器发声即振动发声鼓膜器发声是蝉类昆虫最进化、最有效的发声方式。为大多数蝉所具有。蝉的腹部第一节背侧面具有一对薄的几丁质膜状结构——鼓膜。鼓膜周围有增厚的表皮支撑,上面盖有由表皮形成的盖状保护物。鼓膜内表面生有一些内脊,内脊上生有肌肉——鼓膜肌。当鼓膜肌收缩时,拉动鼓膜向内侧凹;当鼓膜肌松弛时,鼓膜由于骨质环和脊的弹性,使其恢复正常形态。鼓膜肌连续的收缩作用,就产生了1组脉冲。鸣声强度的大小、频率的高低、节奏的快慢,主要受鼓膜肌的收缩强度、收缩速率、鼓膜振动等因素的影响。
气流振动发声
这种发声方式与人的发声原理很相似,只是目前还没有充足的证据。有人研究了一种天蛾(Achernotieatropos)的发生机制,认为其主要发声器官是内唇,当天蛾咽部肌肉收缩时,气流即经喙到达片状内唇,从而使之发生振动。当气流达到咽底时,空气受阻而旋转,因而产生波动的气流。伴随气流达到咽底,即产生低频率的鸣声;当空气呼出时,发出较高频率的尖锐的鸣声。
抖音听说过吧,也许你在刷抖音呢,昆虫就是通过玩抖音发声,通过快速抖动翅膀摩擦它有力的后腿发出声音,这就是抖音。
用翅膀振动或者摩擦
昆虫是用翅膀摩擦或震动来发出声音。人或动物用口发声,而昆虫的口专门用于咬食物,就连呼吸也不用口,用肚皮上的气门完成呼吸。
信息交互是动物的基本属性。我们人类一般用嘴巴、手势以及文字等进行信息交流,虽然大部分昆虫自出生起就不能用喉咙来发出声音,但造物主在给他们关上一扇窗的同时也给它们留了另外的门:这些昆虫往往能充分利用翅膀、腹部等发声器官来发出声音,进而弥补了这一不足。而他们发出的声音像我们人类一样,想必是既有彼此之间的爱情宣言,也有劳累工作一天后的吐槽。
你听,夏夜里蟋蟀那无休止且亢奋的鸣叫,说不定是它正在鼓足勇气向心仪的对象进行歌唱呢。而这一声声鸣叫中还伴随着其他蟋蟀沉闷且拖拉的鸣声,那也许正是某个失恋的蟋蟀在夏夜里的哭诉。
据统计,昆虫纲34个目中有16个目的昆虫能主动发声,而且不同昆虫的发声方式、发声器官完全不同,发声的目的也有求偶、讨食、战争、警告等等多种讯息。
今天,我们就来聊一聊以蟋蟀、秋蝉为代表的昆虫是如何发出声音进行有效交流的。
按照昆虫是否主动发声来进行分类,可将发声的方式分为两大类:一种方式是由它们专门的发声器官进行发声的,另一种是在飞行、取食等日常活动中伴随而来的声音。我们这次主要聊一聊昆虫靠发声器官来主动发声的原理。
方式一:摩擦发声
前面我们说到,昆虫34个目中有16个目可以发声,而这16个目中有11个目是靠摩擦发声的,可见这是一种最通用的发声方式,而这一方式的典型代表就是我们常见的蟋蟀了。
蟋蟀正是靠着两对前翅间的相互摩擦而产生不同的声音的,而具体为什么靠翅膀摩擦就能发出这么响亮的声音,这就离不开下面两个器官了,这就是音锉和刮器。音锉长在雄性蟋蟀的右前翅上,它是由一排锯齿状的音齿嵌入到一条蜿蜒曲折的齿脉上形成。刮器长在左前翅上,顾名思义,就是接受右前翅上音锉来回摩擦的器官。介绍完这两个器官,我们再来看一下蟋蟀是如何巧妙的利用他们来发出带有不同信息的声音来的吧。
当蟋蟀鸣叫时,左前翅和右前翅稍稍翘起,与身体成一角度,然后挥动两个翅膀向身体两侧横向迅速的张开、闭合,使音锉和刮器相互摩擦,进而使得翅膀发出声音。但这个时候的声音是很小的,这就需要另一个器官的放大才能把声音传到很远,这个器官起到类似于喇叭一样的作用,它有一个学名叫做“镜膜”,镜膜接收到翅膀震动发出的声音后,经过共鸣和放大,一个个刺耳的脉冲波就形成了。
而蟋蟀挥动左前翅和右前翅的频率、振幅不同,那形成的声音也就有了此起彼伏、抑扬顿挫的效果,这些不同的声音自然也就传递着召唤、求偶、争斗等不同的讯息了。
方式二:膜震动发声
通过膜震动方式来发声是昆虫中进化的最有效、最先进的发声机制,这一方式的典型代表就是我们常见的蝉了,每逢夏季里的傍晚,禅声无疑是乡间小道上最响亮、最悦耳的歌声了。
蝉的腹部上长有一对薄薄的膜状结构——鼓膜,鼓膜外表面盖有由表皮形成的保护层,内表面长着一层内脊,而发声的关键——鼓膜肌就附着在内脊上。当鼓膜收缩时,就会拉动鼓膜肌向内凹陷,当鼓膜放松时,因为内脊的弹性作用,使得鼓膜肌迅速回弹,并形成一组脉冲波。当蝉通过骨骼控制鼓膜肌来回收缩和放松时,一组连续的声音就形成了。
同样,不同频率、不同幅度的鼓膜肌收缩动作,也就催生了不同音色、不同大小的禅声了。
方式三:气流震动发声
这种发声方式在昆虫中比较少见,关于这种方式,我就拿“飞蛾扑火”故事中的蛾子为例进行介绍。蛾子的发声器官叫做“内唇”,当蛾子的咽喉部的肌肉收缩时,气流就会通过喙传到内唇上,进而使内唇发生震动。当气流到了咽喉的底部时,这股气流就会向上回旋,并伴随着一声低沉的声音发出,当这股气流继续向上回旋并呼出时,一声尖锐的鸣叫也就发出了。怎么样,这种方式是不是像极了人类发声的原理呢?
除了以上三种方式,昆虫发声方式还有依靠身体碰撞物体来发出声音,依靠高频率挥动翅膀来发出“嗡嗡嗡”的声音,例如花丛里勤劳的蜜蜂等,只不过这种发声方式并不是昆虫依靠发声器官而发出的,这一次就不再介绍啦。
值得一提的是,昆虫的种类不同,呜叫时所发出的声波也不同。如夏季里的蝉喜欢“引吭高歌”,秋季里的蝉总喜欢“演奏”一些低沉悲切的歌曲,而蟋蟀呢,它也许是秋蝉的最佳知音,用一曲曲“高山流水”般的合奏向人们诉说着这个秋季里的故事。
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确切说不会发声,只是翅膀共鸣而已
昆虫用身体摩擦或者翅膀与身体摩擦发出声音来与同种类或者其他昆虫交流的
昆虫发声音是用翅膀摩擦或震动发出的。昆虫不会叫,连呼吸都是用肚皮上的气门完成的。
昆虫的发声方式:
1、磨擦发声磨擦发声的方式非常普遍,但具体的发音器构造却是多种多样的。
2、由口发声如天蛾靠内唇发声,当咽及肌肉收缩形成气流在口内出入时,遇内唇受阻造成放置的气流,发出犹如人“吹哨”的声音。
3、振翅发声昆虫飞翔时翅的拍打,胸部骨片的振动以及左右翅互相拍击而造成的声音。不同种类的昆虫飞行时的翅振频率不一,有的昆虫每秒高达到2000次,而蝶类一般为7.5~13次,我们人耳听到的声音振频范围为每秒16~20000次,所以我们可听到蚊子的翅振声,而听不到蝶类翩翩起舞时发出的声音。
4、膜振发声当昆虫体内壁肌肉收缩,便振动鼓膜发声,加之镜膜的协助和共鸣室的反响,声音就分外响亮了。如蝉。
5、碰击发声有的昆虫飞行时,每秒都要振动它的小翅膀几百次。振动着的翅膀事实上就是振动着的膜片,而我们知道,所有振动得足够频繁的膜片(每秒钟振动超过16次的),都会产生出一定高低的音调来。