田鸡肺部能充任“降噪耳机”

为了胜利交配，许多雄蛙会坐在一路，向潜在配头收回啼声。这时，成绩就呈现了——每个试图在人声鼎沸的鸡尾酒会上听清他人措辞的人都邑遇到：一只雌蛙是若何在配景乐音（包含其他蛙类的声响）入耳到并找到本人的快意郎君呢？当初，研讨职员能够找到了谜底。

3月5日，一篇颁发在Cell Press细胞出书社旗下期刊Current Biology（《现代生物学》）上的申报显示，田鸡能做到这一点要归功于它们的肺部。当肺部收缩时，田鸡鼓膜在特定的频率范畴内下降了对情况乐音的敏理性，从而更容易存眷配头的啼声。

“从实质上讲，肺打消了鼓膜对乐音的反馈，特殊是对一些不在调上的‘繁衍年夜独唱’中所遇到的乐音。”论文次要作者、明尼苏达年夜学圣奥拉夫学院的Norman Lee说。研讨职员解释说，田鸡肺部所做的事情被称为“声谱比照度加强”。这是由于，与相邻频率的噪声相比，它使雄性声谱的频率尤为突出。“这相似于某些助听器和耳蜗植入物顶用于加强声谱比照度的旌旗灯号处置算法。”明尼苏达年夜学双城校区的资深作者Mark Bee说，“人类设计这种算法，用来缩小或提升语音的频率，削弱或过滤语音之间的频率，或两者兼而有之。田鸡的肺部仿佛会削弱雄性交配啼声之间的频率。咱们以为，这种征象产生的物理机制与降噪耳机的任务原理相似。”迷信家们早就晓得，声响旌旗灯号是年夜多半田鸡繁衍的症结。现实上，田鸡领有一种共同的发声路径，可以将声响从充斥空气的肺部通过声门、口腔和咽鼓管传到充斥空气的中耳。但这种从肺到耳朵的声响通报的准确运转进程始终是个谜。晚期研讨标明，田鸡肺部能够在加强鼓膜振动的偏向性上发扬了作用，从而进步雌蛙定位“召唤配头”的雄蛙的才能。但Bee团队发现现实并非如斯。研讨职员对数据进一步阐发提出了一种判然不同的解释：田鸡肺的收缩状态不仅对听力定向毫无影响，反倒对鼓膜的敏理性有严重影响。肺部充气后，鼓膜对特定频率范畴内声响的反馈就会削减。这让他们发生了一个新设法主意：肺可以克制振动，从而打消乐音。确切，研讨职员使用激光振动丈量仪研讨标明，充气肺的共振选择性地下降了鼓膜对同种田鸡求偶啼声中呈现的两个声谱峰值之间频率的敏感度。研讨证明，无论雌蛙肺胀得多凶猛，它都能听见同类雄蛙的声响。是以，肺对雌蛙感趣味的“旌旗灯号”照单全收，然则对“乐音”呢?他们曾经晓得，任何一种蛙类的次要乐音起源是统一光阴“求偶”的其他蛙类的啼声。然则他们不晓得有若干或哪些蛙类物种会在其地皮上与绿树蛙“年夜独唱”，更不晓得它们的声谱若何。为了找到谜底，研讨职员使用了一个名为“北美两栖植物监测筹划”的"迷信名目的地下数据。他们对这些数据的阐发标明，绿树蛙充气的肺部会让它们难以听到其他蛙类的啼声，却能听到伙伴的啼声。“无须置疑，咱们以为这个成果——蛙肺部可以打消鼓膜对其他蛙类收回的乐音的反馈——十分酷!”Bee说。末了，研讨职员树立了一个绿树蛙内耳处置声响的心理模子，以查看肺部对鼓膜的影响若何转化为对伙伴啼声的更强无力的神经反馈。他们以为任务原理是如许的：内耳在某种水平上是“调谐”的，以便对物种本身啼声的频率做出最佳相应。但这种调谐并非完满。作者以为，肺部在听觉方面的一个次要功效是增强或改善这种调谐，通过削减由其他蛙类啼声惹起的神经反馈，让内耳对同类蛙的啼声发生绝对更强的神经反馈。

研讨职员说，这些发现证实了退化的力气，即应用已有顺应性来顺应新的功效。在将来的任务中，他们愿望进一步相识决议鼓膜振动相应的三种声源（内部声源、外部声源和肺部声源）之间的物理互相作用。他们还想进一步相识田鸡的乐音打消有多广泛。###This work was supported by the U.S. National Science Foundation.Current Biology, 作者Lee 等: 公众Lung Mediated Auditory Contrast Enhancement Improves the Signal-to-Noise Ratio for Communication in Frogs"大众文章URL ：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)00113-5DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2021.01.048相关文件：请分割: jo.xing@cell.com 获取原文PDF作者分割方式：Mark Bee明尼苏达年夜学电子邮箱：mbee@umn.edu德律风：+1-612-819-3980Norman Lee圣奥拉夫学院电子邮箱：lee33@stolaf.edu德律风：+1-651-795-9980Jakob Christensen-Dalsgaard南丹麦年夜学电子邮箱：jcd@biology.sdu.dk