鸟类发声的物理机制与人类相同 - 动物新闻

当鸟类和人类唱歌时，听起来完全不同，但是《自然通讯》（Nature?Communications）中的一项新科学研究显示，当一只鸟唱歌和一个人讲话的时候，有非常相似的物理机制在起着作用。

鸟类和人类看起来不同，声音不同，并且参与声音产生的器官也完全不同。但现在发表在《自然通讯》中的新科学研究显示，人类和鸟类使用完全相同的物理机制来使他们的声带振动，从而产生声音。

南丹麦大学生物学系副教授兼该论文首席作者Coen?Elemans博士表示：“科学对于这种机制已有逾60年的认知，这种机制叫做肌弹力-空气动力学原理（myoelastic-aerodynamic?theory），或者简称MEAD机制，这种机制驱使人们讲话和唱歌。现在我们已经表明，鸟类利用完全相同的机制来发声。MEAD甚至可能被证明在所有陆生脊椎动物中是一种普遍机制。”

该论文的合著者们来自埃默里大学、马克斯普朗克鸟类研究所（Max?Planck?Institute?for?Ornithology）以及帕拉茨基大学。

在过去的一年里，Elemans博士和他的同事们对来自5种禽类的6种鸟进行了研究。很小的种类是斑胸草雀（zebra?finch），重量为15克，很大的是鸵鸟，重达200千克。

所有被研究的鸟类均显示使用MEAD机制，就像人类一样。

在人类的喉部，来自肺部的空气被推经声带，之后在旁边开始来回移动，就像风中飘扬的旗帜。每次振动，喉部闭合打开，让气流停止和开始，产生声音脉冲。

来自捷克帕拉茨基大学的合著者兼声音医生Jan??vec博士表示：“这样的声带振动产生，从正常讲话中的大约100次/秒至歌剧中很高的一个音符演唱时的大约1400次/秒——莫扎特《魔笛》中的F6。”

正常人讲话或唱歌1秒钟，包含数百至数千次的声带振动。每个振动周期，一个波从肺到嘴穿过声带，让振动持续。MEAD原理用物理术语描述了这些过程。

Elemans表示：“自1646年以来，我们知道鸟类不是用它们的喉来发音。M.?Du?Verney惊奇地发现被砍掉头的鸡仍能发出声音。”

鸟类利用一种独特的名为鸣管（syrinx）的器官产生声音，该器官位于体内深处，因此很难研究。

Elemans表示：“从斑胸草雀到鸵鸟，我们现在设法利用高速相机来拍摄声音产生。我们首次表明，鸟类也依据MEAD理论产生声音。”

?vec表示：“如此不同的声音器官以相同的方式发音，对于我来说这是非常令人惊讶和着迷的发现。”

Elemans表示，这项新发现不仅揭示了鸣禽复杂的发音天赋，这项发现还很有趣、有用，因为它能与有关另一种一些鸟类与人类共享的有趣发音机制的知识相匹配：这种神经机制是构成发声学习的基础。鸣禽和人类都不是与生俱来就会讲话或唱歌的，但是必须通过听其他人来学会他们的语言或歌唱，是一个发声模仿学习或简单发声学习的过程。

Elemans表示：“鸣禽是研究人类声音及其神经系统疾病的一种很好模型。因此我们希望将我们关于鸣禽发声的知识转入人类发声的研究中。”