尽管鲸鱼是呼吸空气的哺乳动物，但它们大部分时间都在海洋深处游弋。在海洋中，声音的传播速度比在陆地上快得多，传播距离也远得多，每秒约 1500 米，而在空气中仅为 340 米。因此，鲸鱼的世界充满了声音——这是它们生存的关键要素，涵盖了从社交、繁殖到导航和进食的一切。
但是，如果鲸鱼没有明显的外部耳朵，它们是如何听到声音的呢？科学家们利用解剖学数据、数学模型和行为实验数据来测试回声定位和其他听觉方法在野外的应用。
鲸鱼能听到声音吗？
所有鲸鱼都严重依赖声音来了解周围世界的信息。史密森尼学会博物馆的研究人员对博物馆收藏的 15 个不同须鲸和齿鲸物种的 56 个鲸鱼胎儿进行了详细的 3D 成像，并将它们与数百万年前已灭绝鲸鱼的化石耳朵进行了比较和对比。
他们发现，最古老的鲸鱼化石耳朵和最年轻的胎儿耳朵都与陆地哺乳动物有许多共同特征——事实上，据史密森尼国家自然历史博物馆的化石海洋哺乳动物馆长 Nick Pyenson 称，鲸鱼的耳朵在过去约 4500 万年里一直处于“声学隔离”状态。
但由于鲸鱼主要分为两大类——齿鲸和须鲸，专家认为不同 鲸鱼一直以来使用声音的方式略有不同。
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什么是齿鲸？
齿鲸是包括喙鲸、抹香鲸甚至海豚在内的鲸鱼类别。它们之所以被称为齿鲸，是因为它们确实有牙齿。这些海洋哺乳动物专精于高频声音，即“超声波”。
回声定位在鲸鱼身上是如何工作的？
齿鲸以其产生高频咔哒声并利用声音在环境中回弹来了解自己位置和周围环境的能力而闻名。它们使用这种生物声呐技术，称为回声定位，来导航、寻找食物和“看”清周围环境。这是一种 古老的能力， 据信在进化过程中独立发展了数次。
它们能够听到我们甚至无法远程感知到的声音，例如某些物种的频率超过 150 千赫兹。
什么是须鲸？
座头鲸、蓝鲸和露脊鲸被归类为须鲸，因为它们通过嘴里的类似刷子的结构（称为鲸须）过滤浮游生物来进食。它们是地球上最大的生物之一。
什么是鲸歌？
须鲸发出的声音往往是低频的——在科学上被称为“次声波”——并且可以传播很远的距离。这些传播范围广、低频的声音常常被编织成一种奇特、忧伤的歌声，鲸鱼用它来彼此交流。
澳大利亚昆士兰大学教授 Rebecca Dunlop 是进行座头鲸听力测试方面的专家：当迁徙的鲸鱼经过时，她会在水中释放信号，并观察它们是否会做出反应。她的研究表明，它们的听力范围是 63 赫兹到 22 千赫兹。
“但在这两个点之外，我们不知道，可能更低一点，也可能更高一点，我们目前只知道这些，”Dunlop 说。她还表示，她的研究开始表明，座头鲸对大约 4 千赫兹的声音最为敏感——这其实也是人类相当敏感的频率。
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鲸鱼有耳朵吗？
人类的耳朵有一个肉质的外耳廓，可以捕捉声音并将其导入内耳骨骼，内耳骨骼负责将其解析，以便大脑理解。大多数陆地哺乳动物也是如此：猫、狗、猴子、马、牛和河马。这个肉质部分称为“耳廓”。但在水中，它的效果不太好。
伍兹霍尔海洋研究所的科学家 Darlene Ketten 专攻解剖鲸鱼耳朵以了解其工作原理，她说，齿鲸没有耳廓，而是进化出了下颌骨中的一个脂肪垫来捕捉声音——它们看起来就像沿着下巴的巨大的胖乎乎的兔子耳朵。
这些脂肪垫是精细的卷积结构，专门用于捕获它们所需频率的声音，就像我们耳朵周围的软骨一样。然后，声音会进入耳朵的骨性迷宫，然后到达耳蜗。
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鲸鱼如何听声？
与齿鲸相比，须鲸的听力方式在很大程度上仍然是一个谜。这主要是因为研究须鲸非常困难：它们实在太大了。据 Ketten 说，须鲸的耳朵和人头一样大，和保龄球一样密实。
须鲸的耳朵附近也有脂肪垫，它们的耳骨位于一个像斗牛犬头一样大的海螺状骨头内部，这个骨头在它们的头骨侧面鼓起。
通过对一条小型长须鲸的头部进行 CT 扫描，圣迭戈州立大学的研究人员 能够重建声音与鲸鱼头骨几何形状相互作用时的精确图像。他们的发现表明，须鲸拥有专门用于听觉的头骨，并且它们以两种不同的方式使用它们。
如果声音的长度大于鲸鱼的身体，鲸鱼就会利用头骨来捕捉声音并传导它，使其在头骨中振动而放大，然后再到达鼓室-听小骨复合体。这比让声压仅在组织中回荡要灵敏近四倍，因此这很可能是须鲸最常使用的一种机制。
然而，Ketten 并不同意这个理论。Ketten 认为，利用头骨将声音传导到内耳，将无法让这些巨大的鲸鱼听到声音的来源——而鲸鱼似乎在这方面相当擅长。
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人类如何干扰鲸鱼的交流
鲸鱼对水下声音如此敏感，并且拥有如此复杂的感知方法，这很可能意味着它们也深受我们向海洋输入的各种嘈杂声音的影响：船只、声呐和军事演习都会增加世界水域的噪音污染。然而，根据 Dunlop 的说法，由于这些声音的差异很大，这也很难进行测试。
Dunlop 的团队已经发现，军方在海洋勘探中使用的气枪 声音响亮到足以让座头鲸在三公里外听到——但目前尚不清楚这是否会阻碍它们之间的交流，因为气枪是间歇性发出的。Dunlop 说，持续的船只噪音可能会掩盖它们的交流信号，阻止座头鲸不仅在群体内部，而且可能在群体之间进行交流。
需要更多的研究来确定这些人类制造的声音是否会影响它们的迁徙模式、交流能力、进食和繁殖能力，以及如何将这些数据用于制定海洋噪音缓解策略。
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