Question

蝉是怎样发声的？求解

Answer 1

其种类较多，雄蝉的腹部有一个发声器，能连续不断地发出响亮的声音；雌蝉虽然在腹部也有发声器，但不能发出声音。 全世界蝉的种类繁多，有3000多种，我国目前已知的有200种左右。在我国，土地辽阔，一年四季均有蝉鸣。春天有“春蝉”，鸣叫时大喊“醒啦——醒啦”；夏天有“夏蝉”，鸣叫时大喊“热死啦——热死啦”、“知了——知了”；秋天时有“秋蝉”，鸣叫时大喊“服了——服了”；冬天有“冬蝉”，鸣叫时大喊“完了——完了”。 蝉为什么喜欢激昂高歌，扯着“嗓门”大喊大叫呢？法国著名昆虫学家法布尔百思不得其解。他活了90多岁，把毕生的精力都倾注在昆虫学的研究上，写下100多万字的研究论文集——《昆虫记》。他曾对蝉进行了多年的观察研究，并做了极其生动而细致的描述。对蝉的鸣叫他是这样描写的：“蝉的翼后的空腔里，带着一种像钹一般的乐器。它还不满足，还要在胸部安置一种响板，以增强声音的强度，这种蝉为了满足对音乐的嗜好，确实作了很大的牺牲。因为有这种巨大的响板，使得生命器官都无处安置，只好把它们压紧到最小的角落里。为安置乐器而缩小内部器官，这当然是极热心于音乐的了。” 然而，法布尔为了弄清蝉究竟为什么要那样没完没了地拉着“肚皮”的钹，起劲地唱歌，是不是它根本就没有听到自己的大“嗓门”，怕别人也和自己一样还没有听到，才故意提高“嗓门”呢？于是，他进行了实验，来验证一下雄蝉究竟能不能听见声音。 他站在雄蝉的背后，在距离很近的地方大声讲话，使劲吹哨子，拍巴掌，用石头与石头撞击……使用种种响声来吓唬蝉。可是蝉满不在乎地继续唱歌。真是两耳不闻身后事，一心只唱只了歌。后来，法布尔索性找来两枝打野兽的火枪，里面装满火药，在蝉的旁边连连发射，声如霹雳，可是“歌手们”照样悠闲自得地唱着，连一点竟怕和不安的表现也没有。于是法布尔得出的结论是：雄蝉是没有听觉的，它听不见周围发出的任何声音，甚至连自己声嘶力竭的鸣叫也完全听不到，它是个地道的“聋子”。 雄蝉聋不聋呢？ 这是有关蝉的第一个谜。 100多年来，法布尔的结论一直被人们广泛接受。甚至直至20世纪80年代，小学的语文教科书中关于蝉的部分仍沿用法布尔的观点：蝉是一个“聋子”。 可是，100多年前，人们一直认为雄蝉是能听到声音的。并给雄蝉冠以“音乐大师”的美称。甚至直至目前世界上的竖琴都用蝉来装饰并做为标志。这里还流传着一个典故：相传，古代希腊有两位名噪全国的音乐大师爱诺莫斯和阿里士多。这天，两位古艺术家正在雅典展开一场轰动全国的竖琴冠军赛。论竖琴的演奏技巧，爱诺莫斯要比阿里士多略胜一筹。哪料到，爱诺莫斯正弹奏得妙音如珠、扣人心弦的时刻，竖琴的琴弦突然断了。在这刻不容缓的时刻，恰巧飞来一只鸣蝉，把琴声继续下去了。爱诺莫斯只好顺水推舟，模拟蝉的鸣声而假奏。由于模拟的太逼真了，弄的真假难分。爱诺莫斯赢得了这场比赛的胜利。为了感谢蝉的“救场”之恩，爱诺莫斯便在竖琴上装饰了蝉，以作标志。 当然这只不过是一个传说而已，但它反映了人们对蝉的听觉的看法，蝉要是个“聋子”的话，哪能及时飞来“救场”呢？ 近年来，许多昆虫学家对蝉是“聋子”的结论表示怀疑。雄蝉有高度发达的发声器，能发出令人烦躁的高音。中、小型蝉类的呼叫声一般可达80分贝~90分贝，大型蝉类的呼叫声可高达100~130分贝。我国四川峨眉山等地的一种震旦马蝉，其群鸣声响彻整个山谷，震耳欲聋，使人不堪忍受。蝉为何使出那么大的劲儿来叫喊？目的是招引远处的雌蝉前来交配，繁衍后代。但是雌蝉的发声器官已经退化，它只能听?B style='color:black;background-color:#99ff99'>叫鄄醴⒊龅难?耄?囱撇蛔錾?U饩鸵馕蹲拧扒槁隆敝?涫敲挥小岸猿?钡模??墙?械ハ蛐陨?敉ㄑ丁R虼耍?鄄趺?B style='color:black;background-color:#99ff99'>叫时必须能听到自己的叫声，才能知道叫得如何，进行不断地校正自己的叫声，以便更有效地招引雌蝉。 昆虫学家经过解剖发现：蝉两侧腹室的外缘（第二腹节左右侧）各有一个稍突起的听囊，腔内约有1500个听觉单元。当外界声波激励听膜振动时，听神经细胞产生兴奋，其神经冲动沿听神经传入大脑的听觉中枢，产生相应的听感觉。雌蝉的听膜虽比同种雄蝉小，但听脊却明显的大，听脊比听膜对声音的敏感性更高。所以证明雄蝉并不是“聋子”，只不过听觉不如雌蝉玲罢了。 但科学家在研究中发现，雄蝉的声音是由第一、二腹节内的发生机的收缩运动，分别牵动两侧发生膜受迫振动而发出。盖在发声膜上方的背瓣（即“鼓盖”）和所形成的鼓室以及腹部两块左右对称的腹瓣（即“音盖”）和下面的左右腹室，都有调音和扩音功能，而腹室内壁的上半部为近似白色的皱褶膜，下半部为内倾而近似半透明的听膜，透亮如镜，故称“镜膜”。而雄蝉的褶膜、镜膜和腹壁膜是接受声波的听膜，又是鸣声的辐射膜，相当于我们使用的单卡录音机，它是两用的，既可以录音，又可以放音。单卡录音机不能同时使用两种功能，录音时不能放音，放音也不能录音。 所以有的科学家认为，雄蝉是个“半聋子”，即静止不叫唤时能听到声音，若是高亢鸣叫时，它就听不到任何声音。那么这样问题又上来了。事实上，多种蝉类都具有合唱（群鸣）的习性。你不妨仔细倾听一下，蝉鸣都是这样的：先是大家一齐叫，节奏十分整齐，然后一起停叫。可见雄蝉鸣叫时，显然需要听到其他同类的鸣叫，以便调节自己的叫声，参加合唱。 这样，说雄蝉的镜膜既是听膜又是扩音膜是不可理解的。 看来，雄蝉到底聋不聋，还需要进一步探讨。 雌蝉一定是哑巴吗？这是蝉的第二个谜。 表面上看来，捕捉到的雌蝉，都是不会鸣叫的，所以人们都称雌蝉为“哑巴姑娘”。从上面所讲的来看，雄蝉的“镜膜”兼有收音和扩音的作用，那么，它在鸣叫时，镜膜在扩音，就必然听不到自己的鸣叫声。这样，雌蝉又不会说话，雄蝉又听不到自己在叫些什么，这不成了雄蝉在瞎叫唤吗？这样怎么会让远处的雌蝉准确无误地找到“男友”呢？ 有的科学家认为，当雄蝉拼命地高歌鸣叫时，能把方圆1000多米内的雌蝉召唤过来。当雌蝉飞到近距离时，雄蝉不断发出特有的低音量的“求爱声”，吸引雌蝉靠近。与此同时，雌蝉也能发出低音量应答声。这样相互默契才能达到交配目的。只不过雌蝉的这种低音量次声人耳听不到。 不过，它们是否真的用低音量的声音在“交谈”，这还是个谜。 若蝉是怎样计时的？这是蝉的第三个谜。 雌雄蝉交配后，雄蝉很快就衰老而坠地死去，留下雌蝉。雌蝉用尖尖的产卵器在嫩枝上刺一圈小孔，把卵产在树木的木质内部，还要在嫩枝的下端，用口器刺破一圈韧皮，使树枝断绝水分和养料的供应，嫩枝渐渐枯死。这样，有卵的树枝容易被风吹落到地面，以便孵化出来的幼蝉（叫幼虫）钻进土里。 蝉产下的卵半个月就孵化出幼蝉。幼蝉的生活期特别长，最短的也要在地下生活2~3年，一般为4~5年，最长的为17年。幼蝉长期在地下生活，有着冬暖夏凉的条件，也很少有天敌来威胁，倒也算自在。它们经过4~5次蜕皮后，就要钻出地面，爬上树枝进行最后依次蜕皮（叫金蝉脱壳），成为成虫。 同样另昆虫学家大惑不解的是，蝉能够非常准确地确定时间，在“地狱”恰倒好处的完成从幼虫到成虫的过渡生长，并适时离开“地狱”爬出地面。这是个不可思议的奇迹。尤其是17年蝉，这种蝉都是不多不少，精确地度过17年“地狱”生活才见天日。要见到它的子女，必须再过17年。因此昆虫学家们总是像天文学家等待日食和哈雷慧星一样等待着“17年蝉”的出现。 幼蝉在暗无天日的地下，既看不见日出日落，也没有寒冬酷暑，它们是如何计量时间的？这是科学界的一大未解之谜。]

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河南罗山县教学研究室 罗耀章 义务教育课程标准实验教科书(人教版)第13页“想想议议”：物体振动发声的现象真是太多了，你能向同学们说出一些新奇的发声现象吗？例如， 对于这个问题，众说不一，我查找了有关资料，又上网查询，根据个人的见解，解释如下：蝉分为雄蝉和雌蝉两种，雄蝉的腹部下方有两个薄薄的膜(发声器)，当发音肌收缩时，引起发音膜振动，因此蝉是通过腹部的两个薄膜(发声器)振动发声的。只有雄蝉才会鸣叫，而雌蝉没有发音器，在腹部只有接收声音的器官，人们常说：“蝉有一个哑巴妻子。”蝉，又叫知了，是昆虫，幼虫生活在土中，吸食树根汁液，所蜕蝉壳可供药用。

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多数北美蝉发出有节奏的滴答声或呜呜声，但某些种的声音甚动听。会鸣的蝉是雄蝉，它的发音器就在腹基部，像蒙上了一层鼓膜的大鼓，鼓膜受到振动而发出声音，由于鸣肌每秒能伸缩约1万次，盖板和鼓膜之间是空的，能起共鸣的作用，所以其鸣声特别响亮。并且能轮流利用各种不同的声调激昂高歌。雌蝉的乐器构造不完全，不能发声，所以它是“哑巴蝉”。]

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