珠鱼如何利用牡蛎作为水下通讯的放大器

一项新的研究揭示了海洋珠鱼如何从它们在牡蛎体内非常安全舒适的家中相互交流——它们利用贝壳的内部结构来放大它们奇怪的、脉冲式的噪音,使其传到外面的海洋中。

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一项新的研究揭示了海洋珠鱼如何从它们在牡蛎体内非常安全舒适的家中相互交流——它们利用贝壳的内部结构来放大它们奇怪的、脉冲式的噪音,使其传到外面的海洋中。

当我们还是孩子的时候,我们很早就学会了模仿动物发出的声音。更具体地说,我们学会了模仿我们被告知动物发出的声音。牛发出“哞哞”的声音,猫发出“喵喵”的声音,公鸡发出“喔喔喔”的声音,显然如此。鱼发出什么声音?想象一个略带困惑的孩子,鼓起两腮,张合嘴巴,发出轻轻的砰砰声。另一个孩子会笑,因为“鱼不会发出声音!”

如果我们教他们正确的方法就好了。然后,当我们问他们鱼发出什么声音时,他们可以从一长串无法抗拒的拟声词中提取答案,包括“啾啾”、“砰砰”、“呻吟”和“呼呼”。正如艾米丽·安瑟斯最近在《纽约客》杂志中精彩地写道


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“我们可能认为它们是沉默的,但鱼会发出许多声音,这些声音很少被人耳欣赏。小丑鱼通过咬牙切齿发出啾啾和砰砰的声音。牡蛎蟾鱼通过快速收缩连接在鱼鳔上的肌肉来发出嗡嗡声和像雾角一样的咆哮声。叫声呱啦咪通过折断胸鳍的肌腱来发出其标志性的噪音。”

总共有超过 800 种鱼类已知会发出呼呼声、呻吟声、咕噜声、呻吟声、重击声、吠叫声或其他发声。奥本大学的生态学家卡罗尔·约翰斯顿特别喜欢棒棒糖鲱发出的声音,这是一种原产于阿拉巴马州和田纳西州的小鱼。“它们听起来像鲸鱼,”她告诉我。

鱼吵闹得要命这一事实是海洋科学中无意中保守得最好的秘密之一。据那些知道如何倾听海洋唠叨的人说,它的居民从来没有真正闭嘴——声音在它们的求偶行为中起着与陆地上物种同样重要的作用。他们说,尤其是珊瑚礁,是最多话的鱼类聚居地。

其中一种毫不掩饰的吵闹鬼是福勒珠鱼(Onuxodon fowler),它栖息在印度洋-太平洋地区的珊瑚礁环境中,从南非一直延伸到夏威夷。这种极其纤细、透明且无鳞的生物已经意识到,它在海洋中生存一天的唯一方法是找到一个绝佳的家并待在那里。

众所周知,来自CarapusEncheliophis属的珠鱼(科:Carapidae)物种生活在无脊椎动物宿主(包括海参和海星)的活体中。进入内部后,一些更令人毛骨悚然的物种甚至以其宿主的生殖器为食。但是,它们究竟是如何进入的呢?要么头先进,用几下有力的尾巴推进自己,要么尾巴先进,协调它们向内的滑动与宿主的下一次“呼吸”。

“哦”,我听到你说,“它们从嘴里进去?”嗯,不完全是。它们从泄殖腔进入,泄殖腔在所有意图和目的上都是肛门,海参和海星通过它呼吸。一旦进入内部,珠鱼会整天待在一个独特的呼吸器官中,称为“呼吸树”,偶尔将自己的肛门伸到外面,以缓解自己进入开阔的海洋。珠鱼只在晚上离开它们的宿主觅食,这时它们带状的身体可以隐藏在黑暗的掩护下,躲避捕食者。

这就是它看起来的样子

虽然珠鱼通常喜欢独居,但有时在某个区域会出现“住房危机”,迫使多只个体挤进同一个宿主。新西兰生物学家维克多·本诺·迈耶-罗乔在 1977 年发现了一个特别不幸的宿主海参,里面住着 15 条珠鱼在里面蠕动。

另一方面,福勒珠鱼则独家栖息在礁石底部的黑唇珍珠牡蛎的壳中。通常是单独的,有时和其他鱼在一起。根据比利时列日大学的海洋生物学家洛伊克·凯弗领导的一项新研究,它喜欢在内部使用它的户外声音。在《实验生物学杂志》上发表,凯弗和他的同事首次记录了福勒珠鱼发出的声音。

我们不会很快让我们的孩子尝试模仿它们——凯弗用非常不拟声的词“脉冲”来描述它们发出的声音。我不太确定脉冲应该听起来是什么样,但该团队将野生和圈养的福勒珠鱼描述为振动身体的某些部位以产生“持续时间有时超过 3 秒的单脉冲声音和多脉冲声音”。

无论这些脉冲听起来是什么样,它们都需要很大声,正如凯弗在论文中解释的那样:

“据报道,数十种珊瑚礁物种都有声音交流,这些声音构成了海洋中低频生物声音的主要组成部分。在这种情况下,珊瑚礁鱼类的声音需要清晰且具有物种特异性,才能具有很高的交流价值,对于在黑暗中活跃的物种尤其如此,因为声学线索无法通过视觉信号得到加强。”

福勒珠鱼也是如此,它必须以某种方式从牡蛎壳内与同类交流。为了弄清楚如何做到这一点,凯弗的团队前往法属波利尼西亚偏远而原始的马凯莫环礁,那里 70% 的牡蛎壳中都有珠鱼寄居。他们收集了一些装满珠鱼的牡蛎,并将它们转移到连接了录音设备的特殊水箱中。他们发现,他们的珠鱼使用持续数秒的声音相互交流,这些声音形成了多达 40 个脉冲的链,主要频率为 212 Hz、520 Hz 和 787 Hz。

当来自意大利帕尔马大学神经科学系的团队成员之一马可·卢格利测试牡蛎壳的声学特性时,他们发现两个频段(250 Hz 和 500 Hz)实际上在贝壳内部被放大,也许是为了让珠鱼可以与其他住在壳内的鱼交流。他们还发现,另一个频率(1000 Hz)在贝壳内部和外部都被放大。所以事实证明,它们厚壳、紧闭的家实际上是在帮助它们,而不是阻碍它们的交流。“放大可能通过增加声音的传播距离来提高通信效率,” 凯弗在期刊新闻稿中说。

该团队打开了一些珠鱼,以了解它们是如何发出独特的脉冲噪音的。通过 CT 扫描,他们在珠鱼的鱼鳔前端发现了一种“矿化结构”,称为摇杆骨。这块骨头向下压在他们所说的鱼的“主要声肌”上,在该区域周围,它们的几个椎骨已被修改以允许这样做。凯弗怀疑摇杆骨充当声肌附着的锚,以便它们可以剧烈地振动鱼鳔。“当软组织受到某些约束时会变硬,这非常特别,”他说。

该团队还发现雄性和雌性福勒珠鱼的摇杆骨之间存在显著差异,这表明它们能够相互发出不同类型的声音,作为从贝壳内部识别潜在配偶的一种方式。

所以这些人基本上已经完善了居家生活,我非常嫉妒。

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Bec Crew is a Sydney-based science writer and award-winning blogger. She is the author of 'Zombie Tits, Astronaut Fish and Other Weird Animals' (NewSouth Press).

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