发声不是那么简单的

动物发声的器官是怎么进化来的？为什么不同的动物，发声方式大不同？

追本溯源——拥有“喉咙”的鱼

众所周知，人类和许多哺乳动物都是依靠喉咙来发出声音的。然而喉咙这一生理器官却并非在生命起源之初就存在。事实上，大约在4亿年前，广袤的海洋中出现了一种“另类”的鱼，它就是最早拥有“喉咙”的肺鱼。

肺鱼的幼体酷似蝌蚪，腹部长有吸盘，成年鱼的双鳍就像两条黑色的小细腿，能够支撑它们在水中“行走”。而这种鱼最大的特色就在于它们的鱼鳔进化出了相当发达的肺，可以让它们在河水干涸或水中缺氧时直接呼吸空气中的氧气。

然而，可以直接吸收氧气的肺部对肺鱼来说固然是救命的宝贝，但是也很有可能成为致命的弱点。会游泳的人都知道，如果在浮出水面换气时，不小心将水呛进气管，是非常危险的。若是顺着气管进入肺部的水量很少，或许可以通过剧烈的咳嗽将水排出，而一旦呛入大量的水，则有可能危及生命。

普通的鱼用鳃呼吸，自然不会出现“被呛到”的事情，但肺鱼的生理结构却决定了它们如果也像普通的鱼一样呼吸，就难免会被水“呛”到。为了将两种呼吸方式协调起来，肺鱼便在鳔管的上端进化出了一个环形的纤维括约带。当括约带收缩时，就将肺与消化道隔离开来，使水不会进入到肺里，而这一结构正是最原始的“喉”。不过肺鱼的“喉咙”虽然已经初具雏形，却还不具有发声的功能，只是为发声奠定了生理基础。

第一种用声带发声的动物——蛙

随着两栖动物的出现，利用声带发声的机制也有了质的飞跃。由于两栖类动物有较长的时间在陆地上生活，因此越来越多的动物开始使用肺部呼吸，而它们的鳃则开始退化。一部分两栖类动物的鳃弓逐渐在喉门附近形成了喉咙支架，而其中最突出的就是蛙类的进化。一部分蛙类在喉门两侧，进化出了一对富有弹性的纤维带，也就是我们现在所说的“声带”。再加上蛙类还拥有发达的喉部肌肉，因此蛙类当之无愧地成为了最早使用声带发声的动物。

雄性的蛙类拥有一对或单个鸣囊，可以在发声时产生共鸣，因此我们平时听到的洪亮的蛙声大多是雄性蛙类发出的，而此性蛙类则没有鸣囊这一结构，因此声音就要比雄性蛙类沉闷一些。但无论如何，使用喉咙声带发声的质变就在两栖类动物身上发生了，而在此之后，动物的发声也随着进化方向的不同开始出现了分化，出现了优劣有别的发声系统。

优劣有别——物种不同，发声不同

爬行类动物是所有动物当中喉部发声器官最不发达的一种了，现在人类已知的大多数爬行动物都不能发声，尽管如此，爬行动物的喉器与两栖动物相比，在结构上也有了进一步的分化。比如蜥蜴的声门前进化出了一条粘膜皱襞，可以分隔空气和食物；再如鳄类进化出发声器官已与哺乳动物相差不多。因此，蜥蜴类和鳄类中会发声的种类比其他爬行动物要多得多。

鸟类的发声情况则要好得多。在进化过程中，鸟类逐渐形成了以鸣管为主的发声系统。鸣管位于气管和支气管的交界处，在鸣管中央有一腔，叫鸣室。当有气流经过时，鸣管的管壁变薄，随气流振动发出声响，而鸣室则能产生共鸣效果，这也是为什么鸟儿的声音清脆、明亮之故。除此之多点，鸟类的鸣管上还附着了多少不等的鸣管内肌与鸣管外肌，每一块肌肉都能单独收缩和舒张，这样一来，鸟类，尤其是鸣禽类便能精确地控制气流，发出婉转悦耳的鸣叫声了。

而在发声这条路上，走得最远的莫过于哺乳动物了。首先，哺乳动物在进化中极大地完善了自己的发声器官，其喉咙的结构既精致又复杂，不仅对气流的控制达到非常自如的地步，而且还有专门保护喉咙结构的软骨。另外，哺乳动物的口腔以及口腔中的舌头、牙齿、双颊、鼻子等等结构都成为了发声的辅助器官。这样一来，哺乳类动物的声音系统就已经很完美了。

相对于一般的哺乳动物，人类则要更进一步。由于直立行走减小了肺部和声带的压力，人类可以更精确地控制气流所产生的振动，而喉部肌肉也能更方便地舒张与伸缩；直立也使口腔与喉部形成了一个直角，与连成一线的结构相比，前者在发音过程中可以形成更多的阻碍，便于发出各种不同的声音；最后，直立还减轻了鼻腔受到的头部所带来的压力，使鼻腔真正地具有了共鸣腔的作用。如此一来，人类就能够轻易地发出各式各样的声音了。

形似神非——大象与猫，发音有别

现在我们已经知道，人类和其他高级哺乳动物的发音系统是有着很多共性的，那么是不是说人类与所有哺乳动物的发音机制都相同呢？

事实上，哺乳动物的发声机制基本上可以分为两类。第一类是通过神经信号主动控制喉部肌肉收缩来进行发音。这种发声方式有点类似于门铃或者是手机的蜂鸣声，它们的发声很有规律，但是需要动力的支撑，而“动力”其实就是大脑产生的信号或指令。猫咪所发出的“喵喵”声，就是这样产生的。

第二种发声方式则是利用肺部的空气流通带动声带振动而发出声音，这种发声方式则更像是演奏木管乐器，不需要去刻意地控制肌肉群，只需要控制呼吸产生气流就能发出声音。我们人类就是用这样的方式发出声音的。

对于大部分哺乳动物，科学家在长期的研究中都已经破解了它们发音之谜，然而唯有大象的声音是如何发出的，一直困扰着科学家，因为要把科学仪器置入大象体内是相当的危险的。直到最近，德国柏林动物园捐献出的一个死亡的非洲象的完整喉部，才给了科学家一个探索谜底的好机会。

由于大象喉部是被切除下来的，研究人员做实验时颇费了一番周折。为了模拟一个真实地类似大象体内的发音环境，研究人员首先制作了一个人工的空气槽，并给它加热加湿，形成一个仿真的大象“肺部”，使它可以产生常规地气流和压力；随后，他们将大象的喉咙和“肺部”连接在一起，准备进行观测。通过高速相机的记录，研究人员观测到了气流经过时，大象喉咙部位声带的震动。

研究结果表明，大象也是利用肺部的空气流通带动声带振动而发出声音。然而奇妙的是，大象却能发出两种声音，一种是我们可以听到的高昂明亮的声波，还有一种却是我们听不到的次声波。这种次声波在象群里被广泛地应用：象群的头象用这种声音指挥整个族群的动向；交配期的公象用这种声音来威慑自己的“情敌”；象妈妈更是用这种声音来向不在自己身边的小象传达“我在这”的信息。

为何大象的发声频率范围如此宽泛？难道大象本身有两套发声机制？这仍然是科学界的一个未解之谜，还需要我们继续不断地探索研究。

在这熙熙攘攘的动物世界中，声音永远是一种不可或缺的元素，动物们靠发声互相联络，辨别敌我，适应复杂的环境。对动物发声的研究，能使我们更加深刻地了解自我和我们的动物伙伴。