PNAS：非洲微型青蛙具有独特听觉 口腔扩音

王兴

作者：Renaud Boistel 来源：PNAS

发布时间：2013-9-11 11:20:15

非洲微型青蛙具有独特听觉

        生活在非洲塞舌尔群岛的加德纳青蛙，体长仅1厘米，之前科学家认为它们没有听力，但最新研究显示它们使用口腔作为扩音器实现听觉能力



        加德纳青蛙的皮肤能够反射99.9%的入射声波至邻近内耳的区域，它没有中耳，声波无法传输至内耳，但是它的口腔可作为一个共振腔实现声音扩大

据国外媒体报道，目前，法国科学家最新研究揭晓世界上体型最小的青蛙不使用鼓膜，而是通过口腔作为扩音器听到其它两栖动物的叫声。

来自非洲塞舌尔群岛的加德纳青蛙，体长仅有1厘米，之前科学家认为它们是没有听力的，但最新一项研究发现，事实上它们的听力是通过嘴部实现。科学家使用X射线发现这种青蛙的嘴部起到共振器或者扩音器的作用，这是世界上体型最小的青蛙物种，其中耳并没有鼓膜。多年以来，科学家一直置疑这种青蛙如何能够听到声音进行交流通讯，直到目前才发现该物种使用口腔组织传输声音至内耳。

法国普瓦捷大学的雷诺-博里斯特尔(Renaud Boistel)带领一支科学研究小组负责这项研究工作，该研究报告发表在近期出版的美国《国家科学院院刊》上。据悉，动物将嘴部作为放大器的特征出现于2亿至2.5亿年前的三叠纪时期，虽然青蛙的听觉系统已进化，但是它们仍普遍存在着带有鼓膜和听小骨的中耳。青蛙并不具有像人类一样的外耳，除了一个带有鼓膜的中耳位于头部表面。接收的声波使鼓膜发生振动，鼓膜能够传递这种振动，听小骨至内耳之间的毛细胞能够将这种振动转换成为电信号抵达大脑组织。

可是加德纳青蛙并没有中耳，因此科学家多年来猜测这种动物是通过大脑探测声音，差不多所有抵达动物身体的声波都会被皮肤表面反射。博里斯特尔博士说：“这些小青蛙生活在相对隔离的塞舌尔群岛雨林地区已有4700万-6500万年，该群岛与主大陆相分离。如果它们具有听力，其听觉系统肯定是远古冈瓦那超大陆幸存生命形式的特征。”

为了测试加德纳青蛙是否使用声音进行通信，科学家在它们的自然栖息地设置了一个扬声器，播放预录制的青蛙叫声。实验结果表明，雨林中的雄青蛙对录制的青蛙叫声产生回应，从而证实它们能听到扬声器中的声音。

科学家曾猜测加德纳青蛙可能使用一种外鼓膜通道穿过肺部或者实现骨传导。研究小组成员彼德-克罗滕斯(Peter Cloetens)称，是否该身体组织能够传递声音，或者并不依赖于它的生物力学特性。

克罗滕斯使用X射线成像技术确定了是肺部系统还是这种青蛙的肌肉对于内耳传输声音具有重要作用，数值仿真有助于勘测是否这些声音通过青蛙头部进行传输。模拟结果证实加德纳青蛙的嘴部相当于一个共振器，或是扩音器。对其它不同物种的同步X射线成像数据显示声音从口腔传递至内耳具有两种最佳进化适应性：一是减小口腔和内耳之间组织的厚度，二是减少口腔和内耳之间的组织层数目。博里斯特尔博士称，口腔和骨骼传导使加德纳青蛙能够直接探察到声音，而不需使用鼓膜中耳结构。（悠悠）

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PNAS发表论文摘要（英文）：

http://www.pnas.org/content/early/2013/08/28/1302218110.abstract