“超声蛙”听觉性别差异明显

        在“雄凹耳蛙有超声通讯能力”(2006年)和“雌凹耳蛙叫声诱发雄蛙非凡趋声行为”(2008年)两篇《自然》论文报道之后，6月14日，《自然—通讯》发表了题为《超声蛙听觉频率灵敏度显示非同寻常的性别差异》(Ultrasonic  frogs  show  extraordinary  sex  differences  in  auditory  frequency  sensitivity)的文章，报道了中科院生物物理所关于“雌蛙对超声没有反应”的研究成果。文章第一作者和通讯作者为该所研究员沈钧贤，其研究表明，仅雄凹耳蛙进化了超声听觉。

        

        沈钧贤告诉《科学时报》记者，凹耳蛙是中国特有蛙种，由赵尔宓院士和吴贯夫等人于上世纪70年代中期在黄山桃花溪边发现。“这种蛙发出的声音很特殊，像鸟鸣般的‘叽叽’声，又尖又细，当地人称它们为‘水吱’”。与其他蛙的鼓膜紧贴在身体表面不同，中国凹耳蛙的鼓膜深入头腔，具有与鸟类相似的外耳道。目前已知鼓膜下陷的蛙，还有产于婆罗洲的涧蛙。

        

        声通讯在蛙繁殖行为中起着重要作用。沈钧贤及同事在之前的研究中，已证实雄凹耳蛙有超声通讯能力，凹耳蛙是第一个被发现具有超声听觉的非哺乳动物。而且，雄凹耳蛙的趋声精度甚至可与蝙蝠媲美。沈钧贤表示，如此准确的声源定位能力，有生物进化意义。不过，当时的研究尚未探明雌凹耳蛙是否能以超声通讯。

        

        年近古稀的沈钧贤，学生已陆续毕业，他只能与老伴、中科院生物物理所高工徐智敏两人，在每年3月底至4月初(此时凹耳蛙开始繁殖)，带着四五十公斤重的仪器由火车换长途客车，花费30小时辗转到桃花溪旁的实验点。

        

        凹耳蛙是夜行动物。无论是进行野外观测，还是在室内做行为实验，都要在夜里至凌晨进行。野外观测点海拔635米，气温只有摄氏10度左右，山涧里还结着冰。沈钧贤却还是脚穿雨靴，头戴矿灯，肩扛仪器，在乱石、冷水中来回搜寻非常难觅的雌凹耳蛙行踪。

        

        功夫不负有心人。5年多来，通过大量的声行为学、电生理学及激光测振实验，沈钧贤等人发现，将雄凹耳蛙求偶声回放给雌蛙，能够记录到雌蛙对正常范围叫声的反应，包括趋声行为，其精度仅略低于雄凹耳蛙；有时还发出雌蛙特有的高频短声。雌蛙的高频回答声，能召唤相距几米外的雄蛙，快速跳向雌蛙，这也证实了沈钧贤他们的推测，“怀卵雌蛙的鸣叫行为，将使得凹耳蛙的繁殖过程更加经济、有效”。但雌蛙对超声范围——频率高于20千赫的求偶声并没有反应。

        

        雌蛙中脑听觉电生理研究结果进一步证实：在超声范围内观测不到雌蛙有听觉反应。激光多普勒测振实验也提示，雌蛙鼓膜对超声不敏感。由此得出结论，凹耳蛙听觉存在显著的性别差异，即雄蛙进化了超声听觉，而雌蛙听不见超声。

        

        相比其他绝大多数蛙，凹耳蛙声通讯的频率范围较低(上限在5至8千赫)，它们是用高频声音进行通讯的一种蛙。沈钧贤等人的实验数据表明，雌凹耳蛙的高频上限约为16千赫，雄蛙则达到35千赫。但雌蛙却比雄蛙更灵敏——其听觉阈值比雄蛙低了10分贝还多，而雄蛙听觉灵敏范围则向高频移动。

        

        那么，雄凹耳蛙之间是否仅使用超声进行沟通？沈钧贤表示，这还有待进一步研究。

        

        研究还表明，雌凹耳蛙发声的基频比雄蛙高，而雌蛙体长约为雄蛙两倍。一般来说，个体越大发声频率越低。因此，雌凹耳蛙高基频叫声的发声机制，也是下一步需要解开的谜团。