树蛙的耳朵里有降噪耳机

想象一下，你是一只雌性青蛙。现在是交配季节，你要选择一只雄性青蛙。但你有一个问题。你如何从嘈杂的背景噪音中（比如说，从沼泽中其他青蛙物种的彩虹般的声音中）辨别出追求者的叫声？

事实证明，至少有些青蛙可能有自己内置的消噪功能：肺。

一篇新论文指出，青蛙肺部的振动会反馈到青蛙的耳膜中，从而降低其对某些频率的敏感度，科学家认为这一过程类似于降噪耳机的工作原理。因此，至少在这个物种中，青蛙可以完全屏蔽不想要的叫声，并更清楚地听到同类的声音。

南丹麦大学生物学家、该论文作者之一雅各布·克里斯滕森-达尔斯加德 (Jakob Christensen-Dalsgaard) 表示：“这表明进化有时可以形成这些相当聪明的解决方案。”该论文发表在《当代生物学》上。

当研究人员发现这一现象时，他们实际上并没有研究噪音消除问题。他们一直在试图找出青蛙（尤其是生活在美国东南部潮湿地区的绿树蛙，又名 Hyla cinerea）如何辨别声音来自哪个方向。

青蛙的耳朵和我们的不太一样。我们的两只耳朵大多是独立的，但青蛙的两个耳膜通过喉部相连，这意味着一个耳膜可以听到通过另一个耳膜传来的声音。这种结构在哺乳动物中并不存在，而且可能看起来很怪异，但它并不是青蛙独有的：蜥蜴和鳄鱼也以这种方式听到声音。

几十年来，克里斯滕森-达尔斯加德等科学家已经知道，青蛙的耳膜与肺部膨胀之间存在某种联系。例如，他们认为肺部膨胀产生的振动可能有助于青蛙确定声音（比如雄蛙的叫声）的来源。

研究人员通过将激光照射到青蛙的耳膜上来测试这一点。通过测量反射光的频率及其由于多普勒效应而产生的偏移，科学家可以准确了解青蛙的耳膜如何反应。研究人员从不同角度播放声音，看看青蛙的肺是否有助于微调它们的定向听力。

“长话短说，它们与定向听觉无关，”明尼苏达大学双城分校生物学家、论文合著者马克·比 (Mark Bee) 说道。“这给我们留下了一个难题，我们想要量化的东西并不存在。到底是怎么回事？所以我们开始用不同的方式对数据进行分析。”

他们发现，青蛙的耳膜从肺部接收到的声音比从相反的耳膜接收到的声音多得多。此外，他们还发现，肺部实际上降低了耳膜对某些频率声音的敏感度。但这些频率是什么呢？科学家们想知道它们是否与可能生活在树蛙自然栖息地的任何生物相匹配。

科学家们利用公民科学家收集的有关美国境内哪些两栖动物生活在哪里的信息，发现肺部的共振频率与野生树蛙邻居的叫声相匹配。同时，这些信号不会干扰树蛙听到同类叫声的能力。

研究人员表示，他们对这一过程的理解才刚刚开始。但目前，他们认为这很像降噪耳机如何收听环境噪音并将其消除。他们认为，肺部振动产生的声波与其他青蛙物种的叫声频率相同，但相位不同。外部不想要的声波的“波峰”与肺部声波的“波谷”相匹配，反之亦然。研究人员认为这是一种进化特征。

因此，当声波在耳膜处相遇时，它们会相互抵消。而且它只在特定频率下起作用，让青蛙能够最好地听到同类的声音。

“这是纯机械的，”克里斯滕森-达尔斯加德说。“没有神经处理或其他任何东西参与其中。”

佛罗里达大学和佛罗里达自然历史博物馆的爬虫学家戴维·C·布莱克本 (David C. Blackburn) 表示，这篇论文可能为研究人员如何研究青蛙开辟新的机会，不仅是在实验室，而且在野外也是如此。特别是，他说青蛙的肺从来都不是特别感兴趣的研究对象，因为与其他两栖动物和爬行动物的肺相比，它们的肺被认为是如此简单和基本。

除了灰雨蛙以外，已知的 7000 多种青蛙中有多少种拥有相同的降噪能力？研究人员表示，这很难确定，部分原因是，根据布莱克本的说法，青蛙种类繁多。有些青蛙没有耳朵，而有些青蛙没有肺。有些青蛙在树洞里叫；有些青蛙的雌性比雄性大得多。

但是 Bee 说道，“简而言之，我们认为这种现象在青蛙中很常见。”

事实上，科学家已经在三种不同青蛙家族中观察到了肺和耳膜之间的类似联系，它们的最后共同祖先生活在大约 1.5 亿年前。因此，根据 Bee 的说法，这些能力很可能在很久以前就进化出来了。