鲸鱼是如何用它们的脸部呼吸，交流，以及…放屁的 - Joy Reidenberg

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比较解剖学家 Joy Reidenberg对各种不同的动物身体结构进行研究，希望能够将这些与众不同的特质为人类所应用。她的最爱是什么呢？鲸鱼。在本次TEDYouth Talk中，Reidenberg向我们解释了这些宏伟浩大的哺乳动物是如何通过“用脸放屁”来在水中传送它们独有的声音（该过程的正式描述应为回声定位）。

演讲由Joy Reidenberg进行.

大家好！

我是一个比较解剖学家。

比较解剖学家的工作是研究
各种不同动物的

身体结构。

而我最喜欢的动物是鲸鱼。

我喜欢研究鲸鱼是因为它们实在太有趣了。

它们适应了生活在水中这样独特的环境。

今天我要给大家讲的是鲸鱼的发声方式，

基本上就是“用它们的脸放屁”。

我们知道鲸鱼是通过气孔来排气；

像这样喷气，

而它们也将空气用于
其他很多不同的用途。

它们用气来发声，
也就是后面我将重点谈到的，

我同时也研究很多关于
鲸鱼运用空气的其他方面，

例如它们如何避免空气
在血流中产生气泡，

而免于像人类潜水员潜水时

有患上减压病的风险。

我想先从关于鲸鱼如何发出

这种屁声说起，

而首先我们要理解观察鲸鱼
是一件多么困难的事情，

因为它们生活在水下，并且如此巨大,

所以它们是很难研究的动物。

在这幅照片里，
看到中间那个动物了吗？

那是一只鲸鱼小宝宝，
但已经有一辆公车那么大个子了。

观察鲸鱼要从头顶看起，

因为它们的鼻子就在头顶，

像一个内置浮潜装备。

它们用那个东西呼吸，
因为它们是哺乳动物，

哺乳动物需要呼吸空气。

它们的鼻子可以打开或关闭，

有点儿像这样子捏你的鼻子。

你可以看到右下那张图片红箭头处，
指示的是开启状态。

但不是所有的鲸鱼都有两个鼻孔。

鲸目动物包含海豚科和鼠海豚科，

而海豚科和鼠海豚科动物，
这些小个子鲸目动物，

只有一个鼻孔，位于头顶，

它们开合这个鼻孔的方式

是用这个本质上属于上唇的器官，
像这样子，

翻到鼻孔上，像这样。

它们是这样子开合鼻孔的。

所以当它们发声的时候，

基本上它们是在“咂舌”，

（咂舌声），
有点儿像是放屁对吧？

或者在纽约的话，
我们可以称之为“Bronx cheer”。

它们发出这种声音的方法是

用那个肥厚的唇状结构，

你可以从这张海豚图片纵剖图片看到，

那个肥厚的唇状结构，

就是这个黄色的部分，

在鼻子上方来回翻动，

这部分制造了这种震动音，

有点像你给气球放气时

发出的那种震动音。

这就是它们发出的声音 ：

（震动音）

听到了吗？在它面对镜头的
时候还能再听到一次。

（震动音）

听起来就像它在水下放屁。

而实际上那只海豚是在用

这一连串脉冲音进行回声定位，

就像蝙蝠用声纳定位一样。

不过蝙蝠用的是雷达，
但在水下用的是声纳，

所以海豚是在用声纳，
用声音的方式来观察它的世界。

想要理解其中的原理，

我们需要将它看做
一个音响系统中的功放音箱。

小型齿鲸基本上像是“高音喇叭”，

它们的声音就发自那个

前后移动的小鼻子，从额头发出来。

而那些大个子鲸鱼则像是“低音炮”，

像是功放系统中的大音箱。

它们的声音则是从喉咙中发出来的。

所以当你试图模仿鲸鱼的声音时——

我们现在来发一下这个声音，
“啊————”

这样把你的手放在喉咙上，
放在喉结的位置。

感觉到震动了吗？

你这样做其实是在白白消耗能量，

因为这不是交流的正确方式。

你通常是从嘴里发出声音。

但是如果你在水下张嘴，
没人能听到你的声音。

你需要能利用这个能量
并在水中进行放大。

这就是鲸鱼的做法。

当你听到它们的叫声——

（鲸鱼的声音）听到了吗？

有点像你把空气从气球里面
挤出来的吱吱声。

它们发出很多这种吱吱声：

但它们还会发出这种声音：

（鲸鱼的声音）

听起来像是在放屁，不是么？

就好像嗓子里有一个巨大的“whoopee cushion”
（恶作剧用的放屁气球）。

那么，我们是怎么知道鲸鱼在做什么呢？

我们从搁浅的鲸鱼开始研究。

这些家伙被困在沙滩上缺水而死。

研究那些小型鲸类，比如海豚或鼠海豚
比较容易；

我们可以把它们运回实验室。

而对于那些死掉的大型鲸鱼，
我们得把实验室运到鲸鱼这边。

这就是整个现场。

我就是中间那个戴红帽子的人。

我个子不是很高，

跟我对比一下你们就能看出
这个鲸鱼有多大。

这头鲸鱼有差不多20米长。

旁边这个小玩意儿就是我的手术刀。

它长得像是个头上安了刀片的曲棍球棒。

解剖鲸鱼是一个非常困难的过程。

你需要整个“进入”到这个工作对象里去。

有点儿像个巨大而血腥的建筑工地。

你带着安全帽，

操纵着重型机械。

顺便说一下，在这个照片里

图上这个东西仅仅是个蓝鲸的喉部。

仅仅是喉部。

我身高只有1米5，
这个东西差不多有3.6米长。

我们怎么研究的呢？

我们会观察喉部结构，或者说声带，

这是一个鲸鱼幼崽的喉部，所以小得多。

可以看到这个蓝线描出了一个U形部分。

这就是振动的部分。

有点像我们的声带。

当我把手，就是那个蓝色的袖子，
伸进去的时候，

可以看到下面有一个袋子。

这就是那个“放屁袋”。

这就是气泡，或者说气囊。

鲸鱼是这么发声的，来看下这张图——

它嗓子里有个标为黑色的大气囊，

标为蓝色的是消化道，

与之衔接的标为浅蓝色的是呼吸道。

也就是说消化道和呼吸道
在气囊处交汇。

鲸鱼正是用这个气囊
来发出这些声音的。

它们通过震动气囊发出声音。

小齿鲸鱼也有气囊；
都位于它们的头顶，

看起来就像排气孔。

它们用这个气囊存储尽可能多的空气，

带着这些空气潜入水中，

因为在潜水时压力会增大，

这样就减小了可用空气的体积。

更重要的是，

这个气囊还能回收它们所使用的空气，

因为空气是非常珍贵的。

你不会想总是游回到水面去吸气。

所以如果你是鲸鱼，想在水下发声，

我们现在来发这个声音“啊————”

但是鲸鱼是闭着嘴的，
就变成了”呣————“

（观众学着发声）

就变成哼哼了对吧？

但是鲸鱼同时还闭着鼻子，
就成了"呣……"

（观众学发鼻音）

现在发生什么了呢？

你发不出声音了，因为你堵上了鼻子之后

整个系统被加压了。

而鲸鱼通过气囊来避免
在呼吸系统中加压，

这意味着空气可以继续流动，

如果你在鼻子后侧也有个袋子，

你也能让空气继续流动。

我希望你们喜欢这个演讲。

这就是一个比较解剖学家的工作内容。

我们研究动物的结构。

我们试图模仿这些动物
并（将仿生学技术）应用于人类，

也许可以给保护装置开发新技术，

或者开发出新的药物治疗方案。

应用于有着类似的奇怪状况的人类疾病。

我希望你们喜欢这个演讲。谢谢。

（掌声）