蝉鸣越热越响,真的不是错觉?
古代官场得意的文人雅士听到蝉鸣,能写下“居高声自远,非是藉秋风”的名句,去偏远地方出差心里苦,也能来句“高蝉多远韵,茂树有余阴”抒个情。可对忙碌一天只想要静静的我们,那蝉叫可真是“从早吱到晚,吵得脑仁疼”。
不过,持续的蝉鸣可不只烦人,甚至还可能伤人。 今年 8 月初,杭州临平的孙先生起床后突然觉得耳朵闷胀,听手机铃声都费劲。医院检查:噪声性高频听损,病因是连续几天被窗外的蝉鸣轰炸 [1] 。这种情况还不是个例,还有报道称 18 岁的杨同学进山露营,忍着正午的蝉鸣待了 4 小时,当晚就听不清鸟鸣和手机提示音 [2] 。60 岁的园林工刘师傅在树下做了 12 年绿化,常年身处蝉鸣中,慢慢变得听不清了 [3] 。
热心网友则纷纷在评论区交流经验,不少网友都提到,今年似乎格外热,蝉也叫得格外响。那么问题来了,为什么明明这么小的蝉,却能发出这么大的动静呢?真的是天越热蝉叫得越响吗?
蝉之将死,特别能“喊”
只有雄蝉能“叫”得这么大声,不过蝉的“叫声”不是像我们人那样是通过喉咙和嘴发出的,蝉腹部两侧长着鼓膜 (tymbal 与我们耳中的鼓膜不是一回事) 和鸣肌,靠薄膜振动发声,自带共鸣腔,声音能传上百米,有些蝉鸣叫时甚至可达 100 分贝,这大致相当于一台正在工作的电锯,在旁边甚至无法正常交谈。而雌蝉腹部只有产卵器,没有这样的发声结构。
蝉的鼓膜能发出这么大的声音,其强度自然不俗,研究发现,蝉鼓膜上的肋状结构具有软硬交替的层状微纳结构,既能承受反复变形,又不容易疲劳。中国科学家最近参考这种结构,造出了强度惊人的“人造蝉膜”,可以用来做制造扬声器之类声学换能器的振膜器件 [4] 。
a,雄虫腹面观,示盖板;b,背面观,示鼓状鼓膜;c,剖面图,示驱动鼓膜振动的肌肉;d,静止状态的鼓膜;e,处于振动状态,即鸣叫时的形态丨wiki
那么,雄蝉为何而鸣呢?法布尔曾写到:“四年黑暗中的苦工,一个月阳光下的享乐,这就是蝉的生活。”不过蝉的种类很多,不能一概而论,不同种类的雄蝉在地下蛰伏短则 2 年、长则 17 年,破土成虫后只剩 2 到 4 周寿命。在这段日子,它们最重要的事就是繁衍。
通常,雄蝉叫声越洪亮、持续时间越长,则吸引雌蝉前来交配的可能性越高。同一棵树上雄蝉太多时,鸣叫还有第二个作用,宣示领地,驱赶竞争对手。对成虫蝉来说,留给它们繁殖的时间本来就很短,因此雄蝉会把大量时间投入到求偶鸣叫中。所以夏天你听到的每一声蝉鸣,其实都是某只雄蝉一边倒计时一边“呐喊”。
为什么天越热蝉叫得越凶?
网友观察到的“天越热蝉越叫得响”,在一定温度范围内是成立的, 而且有研究支持。温度直接决定肌肉状态,蝉是昆虫,体温受环境影响很大。气温高时,腹部鸣肌活性更高,振动更快、叫声更响更持久。而气温低则会抑制蝉鸣,比如有研究发现,当地几种蝉开始鸣叫的环境温度范围在 22℃~24℃ [5] ,温度更低时蝉就不叫了。而今年持续高温给雄蝉加了把劲,中国农业科学院植物保护研究所的专家在采访中也表示,温度越高,蝉鸣越频繁、越响亮 [7] 。
需要注意的是,并不是说气温越高,蝉就会叫得越来越响,毕竟蝉耐受的高温也是有极限的。 比如 2002 年的一项对葡萄牙蝉的研究就发现,当气温升高到 38℃~40°C 这个区间,就很少有个体鸣叫了,即便有,鸣声结构也变得不规则,而且蝉转而开始吸食树汁,不再专注于鸣叫 [6] 。
当然,蝉本身的耐热性与其种类、大小及个体差异都有关系,这里只是描述一个趋势。不过当气温达到 38℃ 甚至 40℃,那就很难说天热和蝉叫哪个更烦人了……
不能小看蝉鸣的危害
蝉鸣的危险性往往被低估。宁波大学附属第一医院副主任医师李吉指出,单只蝉鸣约 70 分贝,成片群蝉齐鸣可突破 85 分贝噪声安全阈值,新华社报道峰值可达 80 多分贝 [7] ,央广网报道峰值甚至可达 90~95 分贝 [8] ,相当于持续电钻声 [7] 。美国国家职业安全卫生研究所 (NIOSH) 建议,85 分贝以上就该采取听力防护 [9] 。
蝉鸣声波集中在 3000~8000Hz 高频区间 [7] ,对应耳蜗中负责高频感知的毛细胞,这些细胞最为脆弱,噪声冲击下最先受损 [7][10] 。由于日常交流主要分布在中低频, 高频听损早期往往不影响正常交流,极易被忽视,等发现听不清鸟鸣、手机提示音时,损伤往往已累积多年 [7] 。
本文一开头提到的案例中,18 岁的杨同学在密林露营 4 小时后耳闷、高音模糊,检查显示 4000Hz、6000Hz 阈值上升 25 分贝,确诊为暂时性噪声性高频听损,及时远离噪声并药物治疗后 14 天基本恢复,毛细胞只是水肿 [3] 。而 60 岁的刘师傅每年 6-8 月全天在树下修剪,干了 12 年,长年累月刺激导致毛细胞坏死,4000Hz 高频听力永久下降 40 分贝,只能靠助听器补偿 [3] 。总结起来就是,短时高分贝蝉鸣造成毛细胞水肿,及时干预可恢复;长时间刺激导致毛细胞坏死,终身无法复原 [7] 。
因此,虽然目前因蝉鸣导致听力损伤的案例只有零星报道,但面对可能损伤听力的蝉鸣,我们也应当有防护的意识。10 点到 16 点是蝉鸣最强时段,应减少在有蝉密林停留的时间,久待时佩戴隔音耳塞,儿童及听力偏弱人群重点防护。若出现耳闷、耳鸣、听不清高音,立刻离开噪声环境,症状持续不缓解需及时做听力检测 [10] 。
来源:科普中国



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