动物的感知与通讯

夜色下，蝙蝠悄然出动，它们飞行在黑暗中，准确避开障碍并精准捕捉飞行的昆虫。它们的秘密武器是超声波——蝙蝠发出高频声波，接收反射回来的回声，借此“看见”周围的环境。这种回声定位本领，让蝙蝠即使在伸手不见五指的夜里也能从容猎食。

在广阔的海洋深处，鲸鱼会发出悠扬低沉的声音，这些“鲸歌”能够在水下远距离传播，有时可横跨上百公里。鲸鱼用歌声传递信息，保持群体联系，还可以帮助母鲸和幼鲸辨认彼此。科学家发现，不同海域的鲸鱼甚至可能拥有各自特有的“语言”。

草原上，当狼群需要集结或驱赶入侵者时，狼会发出响亮的嚎叫。这些嚎叫犹如信号，指引同伴行动。狼不仅通过声音，还借助肢体动作与气味进行交流，表达情绪或社群关系。灵敏的听觉让它们能在远距离获取重要信息，协同狩猎与守护领地。

此外，自然界还藏着更多神奇的感知与交流方式。例如，大象能利用低频次声交流，声音穿越数公里传递信息；电鳗和某些鱼类通过产生电脉冲发现猎物或与同伴互动；鸟类自主用不同叫声、羽毛色彩和舞步吸引异性或表达意图；章鱼与变色龙可迅速改变体色和形态，用无声的“信号”传达情绪或警告。

这一切都源于动物们经过长期进化形成的各种独特感官和复杂的交流策略。它们用视觉、听觉、嗅觉、电感与磁感等方式“对话”，共同构建了自然界丰富多彩的信息世界。让我们走近不同动物，探索它们奇妙的感知能力和交流艺术，感受大自然中的无声传奇。

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动物的视觉

视觉是大多数动物最重要的感觉之一。通过眼睛，动物能够感知光线，辨别物体的形状、颜色、距离和运动。但不同动物的视觉能力差异很大，这与它们的生活环境和生存需要密切相关。

人类的眼睛结构精密。眼球外层是坚韧的巩膜，前端透明的部分叫角膜。角膜后面是虹膜，中间的小孔是瞳孔，可以调节进入眼内的光线。晶状体像一个凸透镜，能够调节厚薄，使远近不同的物体都能在视网膜上成清晰的像。视网膜上分布着大量的感光细胞，分为视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞能感受强光和颜色，主要分布在视网膜中央；视杆细胞能感受弱光，主要分布在视网膜周边。

鹰的视力是人类的8倍以上。鹰眼的视网膜上感光细胞密度极高，能够看清3000米外的小动物。鹰眼还有两个“中央凹”，相当于有两个高清摄像头，能同时看清远近物体。这种超凡的视力帮助鹰在高空中准确锁定猎物。中国古代就有“鹰眼”一词，形容人眼光敏锐，洞察秋毫。

猫的眼睛特别适合在弱光下看东西。猫眼的瞳孔能根据光线强弱调节大小，强光下缩成一条线，弱光下放大成圆形。猫眼的视网膜后有一层特殊的反光层，能把穿过视网膜的光反射回来，相当于把光利用了两次，所以猫在夜晚视力很好。这就是为什么猫眼在黑暗中会发光的原因。

昆虫的复眼由成百上千个小眼组成。蜻蜓的复眼有28000个小眼，苍蝇的复眼有4000个小眼。每个小眼看到的都是物体的一小部分，大脑把这些片段拼接起来，就形成了完整的图像。复眼的优点是视野极广，能看到几乎360度的范围，并且对运动的物体特别敏感。这就是为什么苍蝇很难被拍到的原因——它能看到从各个方向挥来的手。

一些动物还能看到人类看不到的光线。蜜蜂能看到紫外线，许多花在紫外线下呈现出特殊的图案，为蜜蜂指引蜜源的位置。有些蛇的眼睛和鼻孔之间有一对颊窝，是特殊的热感受器，能感知猎物体温产生的红外线，即使在完全黑暗中也能准确“看到”温血动物。这种能力使蛇成为夜间高效的捕猎者。

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动物的听觉

声音是动物获取信息的重要途径。通过听觉，动物能够感知周围的动静，辨别声音的来源和性质，进行交流和沟通。不同动物能听到的声音频率范围差异很大。

人类能听到的声音频率范围是20赫兹到20000赫兹。低于20赫兹的声音叫次声波，高于20000赫兹的声音叫超声波，人类都听不到。人耳由外耳、中耳和内耳组成。外耳包括耳廓和外耳道，耳廓能收集声波。中耳有鼓膜和听小骨，把声波的振动放大传递。内耳有耳蜗，里面充满液体，分布着听觉感受器，能把声波振动转变为神经信号传给大脑。

蝙蝠是利用超声波定位的高手。蝙蝠飞行时不断发出超声波，频率在20000到100000赫兹之间，人类完全听不到。超声波遇到物体后反射回来，蝙蝠通过接收回声，能准确判断物体的位置、大小、形状甚至移动速度。这种“回声定位”技术极其精确，蝙蝠在完全黑暗中能捕捉到飞行的蚊子，能穿过密集的树枝而不碰撞。人类从蝙蝠的超声波定位得到启发，发明了雷达和声呐。

大象能听到次声波。大象能发出和接收10赫兹以下的次声波，这种声音频率极低，能传播几十公里。次声波不易被障碍物阻挡，在森林和草原中传播很远。大象通过次声波与远方的同伴交流，传递危险警告或集合信息。当地震、海啸等自然灾害来临前，会产生次声波，大象能提前感知，这就是为什么2004年印度洋海啸时，许多大象提前逃往高地的原因。

海豚的听觉范围极广，能听到150到150000赫兹的声音。海豚也使用回声定位，发出的超声波频率高达15万赫兹。水能很好地传播声音，海豚的超声波在水中能传播很远。通过回声定位，海豚能在浑浊的水中“看到”鱼群，能探测几百米外的物体。海豚之间还通过各种声音交流，形成复杂的“语言”系统。

狗的听觉比人类灵敏得多。狗能听到15到50000赫兹的声音，能听到人类听不到的超声波。狗能辨别极细微的声音差别，能根据脚步声分辨出是主人还是陌生人。警犬和搜救犬正是利用这种出色的听觉，在工作中发挥重要作用。中国古代就有“狗警”的记载，利用狗的灵敏听觉看家护院。

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动物的嗅觉和味觉

嗅觉和味觉都是化学感觉，能让动物感知化学物质。嗅觉感受空气中的化学物质，味觉感受口腔中的化学物质。这两种感觉对动物的生存至关重要。

狗的嗅觉是人类的40倍以上。狗的鼻腔内有大量嗅觉细胞，表面积是人类的数十倍。狗能分辨出200多万种气味，能闻到极其微量的物质。警犬能根据气味追踪逃犯，能嗅出毒品和爆炸物；搜救犬能在废墟中找到被埋的人；缉私犬能从众多物品中找出违禁品。中国海关和边防大量使用缉私犬，在打击走私、贩毒等违法犯罪中发挥了重要作用。

蚊子靠嗅觉寻找目标。蚊子的触角能感知二氧化碳、乳酸、汗液等物质的气味。人体呼出的二氧化碳、皮肤散发的乳酸和汗味，都能吸引蚊子。这就是为什么有些人特别招蚊子——他们散发的气味对蚊子更有吸引力。了解蚊子的嗅觉特点，人们发明了各种驱蚊产品，通过干扰蚊子的嗅觉来防止叮咬。

三文鱼的嗅觉帮助它们回家。三文鱼在淡水河流中出生，然后游向大海生活数年。到了繁殖季节，它们要回到出生的河流产卵。三文鱼能记住出生地河水的特殊气味，在大海中通过海流带来的微弱气味线索，准确找到回家的路。它们逆流而上，跳过瀑布，克服重重困难，只为回到出生地完成生命的使命。

味觉帮助动物辨别食物。舌头表面分布着味蕾，味蕾中有味觉细胞，能感受酸、甜、苦、咸、鲜五种基本味道。甜味通常表示食物含糖分，有能量；苦味常常表示有毒，需要警惕；咸味表示含矿物质；酸味可能表示发酵或腐败；鲜味表示含蛋白质。动物通过味觉选择食物，避免中毒。

中国传统医学很早就认识到嗅觉和味觉的重要性。中医诊断讲究“望闻问切”，其中“闻”就包括闻气味，通过病人的体味、口气等判断病情。中药的“五味”——酸苦甘辛咸，对应不同的药性和功效，这体现了古人对味觉与健康关系的深刻认识。

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动物的触觉和其他感觉

触觉让动物感知物体的质地、温度、压力和疼痛。皮肤是最大的感觉器官，分布着各种感受器。触觉感受器感受接触和压力，温度感受器感受冷热，痛觉感受器感受伤害性刺激。这些感觉保护动物避免伤害。

猫的胡须是特殊的触觉器官。猫胡须的根部分布着丰富的神经，极其敏感。猫用胡须感知周围物体的位置、大小和形状，判断身体能否通过狭窄的空间。在黑暗中，猫的胡须就像“探测器”，帮助猫避开障碍物。猫的胡须还能感知气流变化，捕捉猎物移动的信息。

鱼的侧线是特殊的感觉器官。鱼身体两侧各有一条侧线，是一排排的小孔，通向皮下的侧线管。侧线管中有感觉细胞，能感受水流的振动和压力变化。通过侧线，鱼能感知周围水流的变化，探测障碍物和其他鱼的位置，即使在完全黑暗或浑浊的水中也能灵活游动。鱼群能整齐划一地游动、转向，侧线功不可没。

蛇的舌头是化学感受器。蛇不断地吐出分叉的舌头，收集空气中的化学物质颗粒，然后把舌头收回口腔，把化学物质送到上颚的“犁鼻器”——一种特殊的化学感受器官。通过犁鼻器，蛇能“闻到”猎物的气味，追踪猎物的轨迹，甚至能分辨出不同猎物的种类。

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动物的声音通讯

声音是动物最常用的通讯方式之一。通过不同的声音，动物能传递各种信息，包括警告、求偶、领地宣示、召集同伴等。动物的声音通讯丰富多彩，各具特色。

鸟类的鸣叫是最动听的声音通讯。春天清晨，各种鸟儿竞相鸣唱，这是雄鸟在宣示领地，吸引雌鸟。每种鸟都有自己独特的鸣叫方式，同类能通过声音相互识别。画眉、百灵、夜莺等鸟类的歌声悦耳动听，自古就受到人们喜爱。中国古代诗词中，“鸟鸣山更幽”、“处处闻啼鸟”，描绘的都是鸟鸣的美妙意境。

狼的嚎叫能传播很远。狼嚎声低沉悠长，在空旷的草原或森林中能传播数公里。狼通过嚎叫联系分散的群体成员，召集狼群集合。不同的嚎叫声传递不同的信息，有的表示发现猎物，有的表示遇到危险，有的是宣示领地。狼群成员能够准确理解同伴的嚎叫含义，及时做出反应。

蝉鸣是夏天的标志声音。只有雄蝉会鸣叫，它们腹部有特殊的发声器官，通过肌肉振动发出响亮的声音。蝉鸣的目的是吸引雌蝉交配。不同种类的蝉鸣叫声不同，叫声的节奏、频率各有特点。在中国文化中，蝉有着特殊的象征意义，古人认为蝉“饮露而歌”，代表高洁清雅。

青蛙的叫声预报天气。青蛙通过喉部的声囊发声，能发出响亮的“呱呱”声。雄蛙鸣叫吸引雌蛙，不同种类的蛙叫声各异。青蛙对湿度很敏感，下雨前湿度增大，青蛙叫得特别欢。农民根据蛙声预测天气，“蛙声一片，不久有雨”，这是劳动人民的生活智慧。

声音通讯的优势是能在黑暗中、障碍物后、远距离传递信息。但声音通讯也有局限，声音会被环境干扰，容易暴露位置，不适合隐蔽的场合。因此，许多动物除了声音通讯，还发展出了其他通讯方式。

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动物的化学通讯

化学通讯是指动物通过释放化学物质传递信息。这些化学物质叫做信息素或外激素，能影响同种动物的行为。化学通讯在昆虫中特别发达，在哺乳动物中也很常见。

蚂蚁的化学通讯系统非常发达。蚂蚁在爬行时会分泌一种特殊的化学物质，在地面留下“气味轨迹”。后面的蚂蚁闻到这种气味，就会沿着轨迹前进。当一只蚂蚁找到食物后，返回时会分泌更多的信息素，加强气味轨迹。这样，越来越多的蚂蚁沿着这条路线前往食物处，形成了我们看到的“蚂蚁大军”。如果用手指在蚂蚁队伍中间划一下，打断了气味轨迹，蚂蚁就会暂时失去方向，到处乱爬，直到重新找到轨迹。

蜜蜂使用多种信息素交流。蜂王分泌一种特殊的信息素，称为“蜂王物质”，能抑制工蜂的生殖能力，维持蜂群的稳定。工蜂在采蜜时，会在花朵上留下信息素标记，告诉后来的工蜂“这朵花已经采过了”，避免重复劳动。当蜂巢受到攻击时，守卫蜂会释放“警报信息素”，召集其他工蜂共同防御。

狗通过气味标记领地。狗在树干、石头、墙角等地方撒尿，留下自己的气味标记。这种标记包含大量信息，其他狗闻到后，能知道这是谁的领地、性别、年龄、健康状况，甚至情绪。狗散步时不断嗅闻地面，就是在“阅读”其他狗留下的“气味报纸”。这种化学通讯帮助狗避免直接冲突，维持社会秩序。

飞蛾依靠性信息素寻找配偶。雌性飞蛾能分泌一种特殊的性信息素，在空气中扩散。雄性飞蛾的触角上有极其敏感的化学感受器，能探测到数公里外的性信息素。雄蛾循着气味逆风飞行，准确找到雌蛾的位置。人类利用这一特性，制造合成性信息素诱捕害虫，这是一种环保的生物防治方法。

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动物的视觉通讯和肢体语言

视觉信号是另一种重要的通讯方式。动物通过身体颜色、姿态、动作传递信息。视觉通讯的优点是传递迅速，信息丰富，能精确控制。

孔雀开屏是经典的视觉通讯。雄孔雀的尾羽极其美丽，长满“眼斑”，颜色鲜艳夺目。求偶时，雄孔雀展开尾羽，形成巨大的扇面，在雌孔雀面前来回走动，炫耀自己。尾羽越大越美丽，越容易赢得雌孔雀的青睐。孔雀开屏是典型的求偶展示，用视觉信号吸引配偶。

萤火虫用光信号寻找配偶。萤火虫腹部有发光器官，能发出冷光。雄性萤火虫在夜空中飞舞，发出有规律的闪光信号。不同种类的萤火虫，闪光的频率和模式不同，就像摩尔斯电码。雌性萤火虫看到同种雄性的信号后，会发出回应的闪光。雄性循着回应光飞去，找到雌性。夏夜的萤火虫飞舞，是大自然中最浪漫的光影通讯。

蜜蜂的“8字舞”是最著名的肢体语言。当侦察蜂发现远处的蜜源后，回到蜂巢，在巢脾上跳“8字舞”。舞蹈的方向指示蜜源相对于太阳的方位，舞蹈的激烈程度表示蜜源的质量，舞蹈中摆臀的次数表示距离远近。工蜂通过观察舞蹈，能准确了解蜜源的位置和质量，然后直接飞去采蜜。这种通讯方式极其精妙，被称为动物界最复杂的通讯行为之一。

猩猩和黑猩猩有丰富的肢体语言。它们通过面部表情、手势、身体姿态交流。张嘴露齿表示威胁或恐惧，拥抱和理毛表示友好，伸手表示乞求或邀请。研究人员甚至教会黑猩猩使用手语，它们能学会数百个手语词汇，进行简单的交流。这显示出灵长类动物的交流能力已经相当高级。

狗的肢体语言也很丰富。尾巴高高竖起表示兴奋和自信，夹着尾巴表示害怕或顺从。趴下前腿，抬起臀部，摇尾巴，是邀请玩耍的姿势。龇牙咧嘴，身体紧绷，是警告和威胁。了解狗的肢体语言，能帮助我们更好地与狗相处，避免误解和冲突。

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动物“语言”的特点与局限

动物的通讯方式虽然丰富多样，但与人类的语言相比，还存在本质差别。了解动物“语言”的特点和局限，能帮助我们更好地理解人类语言的独特性。

动物通讯主要传递当前的、具体的信息。蜜蜂的舞蹈告诉同伴“现在那里有花蜜”，狼的嚎叫告诉同伴“这里有危险”，都是关于当前情况的信息。动物很难表达过去或未来的事情，更难表达抽象的概念。比如，动物不能说“昨天的食物很好吃”，或“明天可能下雨”，也不能讨论“什么是幸福”这样的抽象问题。

动物的通讯信号是有限的。每种动物能发出的信号种类是固定的，数量有限。狗的叫声、猫的叫声，虽然有些变化，但总共只有几十种。而人类的语言有数万个词汇，能组成无穷无尽的句子，表达无限丰富的含义。

动物的通讯大多是本能的。蜜蜂不需要学习就会跳舞，小鸟不需要教导就会发出本能的叫声。虽然有些动物的通讯行为有学习成分，但主要还是靠本能。而人类的语言完全是后天学习的，不同文化的人说不同的语言，这是人类语言的一大特点。

动物不能创造新的“词汇”。动物的通讯信号世代相传，基本固定不变。而人类不断创造新词，语言在发展变化。电脑、互联网、智能手机，这些新事物出现，人类马上就有了相应的词汇。

但这并不意味着动物的通讯不重要或不智能。相反，动物在漫长的进化中，发展出了适合自己生存需要的通讯方式。蜜蜂的舞蹈语言，虽然简单，但极其有效，几千万年来一直在使用。动物的通讯方式各有特色，都是自然界的精妙杰作。

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小结

动物通过各种感觉器官感知周围世界。视觉帮助动物观察环境，不同动物的视觉能力差异很大。听觉让动物捕捉声音信息，有些动物能听到人类听不到的次声波和超声波。嗅觉和味觉是化学感觉，帮助动物寻找食物、追踪猎物。触觉和其他特殊感觉器官也发挥着重要作用。

动物的通讯方式多种多样。声音通讯能远距离传递信息，鸟鸣、狼嚎、蝉鸣、蛙鸣各具特色。化学通讯通过信息素传递持久性信息，在昆虫中特别发达。视觉信号和肢体语言传递迅速，信息丰富，孔雀开屏、萤火虫发光、蜜蜂的舞蹈都是典型例子。

虽然动物的通讯系统很复杂，但与人类语言相比还有本质区别。动物主要传递当前具体信息，信号有限，大多基于本能。而人类语言能表达抽象概念，词汇无限，完全靠学习。

研究动物的感知和通讯，不仅让我们了解动物的生活，也启发人类的科技发明。从蝙蝠学习声呐，从萤火虫学习冷光技术，从动物的视觉学习摄像技术，这些都是仿生学的成果。我们应该继续探索自然的奥秘，向动物学习，创造更美好的未来。

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本节练习

第一题：不同动物的视觉能力各有特点。请比较人类、鹰和猫的视觉特点，说明它们与生活环境的关系。

第二题：蝙蝠在完全黑暗中能准确捕捉飞虫，靠的是什么能力？请说明这种能力的原理和应用。

第三题：动物的通讯方式有声音通讯、化学通讯、视觉通讯等。请分析这三种通讯方式各有什么优点和局限性。

第四题：蜜蜂的“8字舞”能准确告诉同伴蜜源的位置。请说明蜜蜂是如何通过舞蹈传递信息的，这种通讯方式有什么特点。

第五题：动物的通讯与人类的语言有什么相似之处和本质区别？从中你能得到什么启示？