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  • 1 # 法蘭西is培根

    首句給出答案:白鯨額頭突出的額隆由脂肪構成,有回聲定位的功能。

    白鯨的額頭是一個聲波聚焦器官

    鯨魚分為齒鯨和鬚鯨兩種。白鯨跟海豚一樣,屬於齒鯨。

    大多數的齒鯨腦門中間有一個空腔,空腔裡面有一團長得像甜瓜的脂肪組織,這個脂肪瓜是齒鯨用於回聲定位的器官。白鯨的額頭跟其他齒鯨不一樣,它的額頭非常突出,額頭裡的脂肪瓜長得圓圓的像一個球,而且形狀會隨著聲音而改變。

    白鯨額頭裡的脂肪瓜成分是脂肪酸,其中異戊酸佔了60%,長鏈支鏈酸佔16.9%。神奇的是:脂肪瓜的脂肪組成跟白鯨身體裡的其他脂肪組織構成完成不一樣。專門適應於回聲定位時的聲波聚焦。

    海洋動物的回聲定位

    說起齒鯨的回聲定位,海洋學家做過一次實驗。他們把海豚的眼睛矇住,放到水下迷宮裡。矇住眼睛的海豚輕而易舉地繞過迷宮障礙,游到迷宮中間把魚餌吃掉。然後再輕輕鬆鬆地游出迷宮。這個實驗讓海洋學家發現了海豚能夠回聲定位的本事,接下來海洋學家發現其他的齒鯨跟海豚一樣,都有回聲定位的本事。在進化的路上,用肺呼吸的哺乳類古鯨,從陸地走到海洋之後,有過一次分支發展,一支古鯨發展成沒有牙齒的鬚鯨,它們沒有回聲定位能力。另外一支古鯨發展成豚類,也就是齒鯨,進化出了回聲定位本領。

    世界上擁有回聲定位本事的動物不多,陸地上是蝙蝠,海洋裡只有齒鯨。

    現在來講講白鯨的回聲定位。白鯨跟其他齒鯨一樣,視力不好,它們潛到光線暗淡的深海里能見度有限,行動的感官主要依靠回聲定位。

    白鯨的發聲系統

    白鯨的鼻竇末端有一對長得像嘴唇的肌肉器官,這對嘴唇會像喇叭一樣吹響,發出高頻率的咔嗒聲,聲音在白鯨的大腦袋裡面反彈回旋,然後集中到前額的脂肪瓜,從腦門上發射出去。脂肪瓜像一個聚焦的透鏡,把白鯨發出的咔噠聲聚整合集中的一束聲波,投射到周圍的水域。

    白鯨發出的聲音以大約每秒1.6公里的速度在水中傳播,是空氣中聲音傳播速度的4倍。聲波遇到障礙物反射回來,白鯨接收到反射聲波後,能夠確定出障礙物的距離、速度、大小、形狀以及障礙物在聲波束內的內部結構。

    白鯨的聲波接收

    除了聚焦發聲的脂肪瓜外,白鯨接受聲波的耳朵也很有特點。

    為了適應深海的水壓,白鯨沒有開放的外耳結構,它的耳朵長在腦袋裡。白鯨的內耳耳骨懸掛在充滿海綿組織的空腔裡面,海綿組織能隔絕左耳和右耳,讓大腦能清晰分辨出聲音到達不同耳朵時細微的的時間差,因此在三維空間裡確定聲音的來源。除了有海綿組織幫助定位聲音以外,白鯨圓滾滾的身體裡面充滿了脂肪,這些脂肪可以傳導聲音,白鯨不需要外耳的耳廓來收集聲音,它可以依靠身體的脂肪把外部聲音傳遞給耳朵。

    當白鯨在厚厚的北極冰原周圍移動時,它使用回聲定位的能力來尋找未被凍結的水,或者在冰層下發現氣穴,就像矇住眼睛的海豚探索迷宮一樣。

    白鯨的回聲定位是哺乳動物從陸地到海洋的一次進化創新,獨特的本事幫助齒鯨適應了廣袤的海洋。

  • 2 # 小宇堂

    白鯨頭頂上的球形突起在英語被稱為Melon,(有譯為“額隆”,但我覺得譯為“瓜突”要形象許多?西瓜在英語就叫做“Watermelon”)。但這種瓜形頭並非白鯨所獨有,那也是齒鯨(如抹香鯨)的共同特徵。還有一種齒鯨就叫做“瓜頭鯨”(Melon-headed whale)。只是白鯨頭上的額隆特別圓滑,顯得非常討人喜歡。

    先順便講講抹香鯨的頭

    抹香鯨的鯨蠟原本被誤認為是它的精液(所以抹香鯨在英語中被稱為“精液鯨”)。在抹香鯨頭部發現的半液態蠟狀物質其由周圍非常堅硬且纖維狀的厚壁組織包裹成囊腔,該囊腔可容納多達1900升的鯨蠟。鯨蠟是甘油三酸酯和各種蠟狀酯的混合物。隨著抹香鯨成長,在盛狀鯨蠟的囊腔中蠟狀酯的比例會逐步增加(使其質地變得更稠)。在鯨蠟中,聲音速度為2684 m / s(在40 kHz,36°C時),幾乎是海豚額隆中聲速的兩倍。提到這個資料可是有原因的。因為這個巨大的充滿脂肪的組織就是抹香鯨用於回聲定位的輔助工具,當然除了這個用途之外還有其它神奇的用途,這裡就不展開了。

    上圖:抹香鯨頭部的解剖學剖面圖。淺黃色的部分是充滿鯨蠟的囊腔,而黃色帶條紋的部分是抹香鯨的額隆,是軟骨跟鯨蠟複合而成。額隆似乎在齒鯨當中特別突出。抹香鯨和白鯨就是額隆比較極致的兩個品種。

    白鯨的額隆

    跟抹香鯨一樣,白鯨的額隆裡面也是它的回聲定位器官,確切的說是處理聲吶的器官,各種鯨魚都有類似功能的結構,因為它們都使用聲吶,而白鯨體內這個器官又是極其發達而且是軟的。

    大多數齒鯨頭部前額位置中央都有這麼一個隔腔,其中包含一個用於回聲定位的器官,其中裝的是肥膩柔軟但質地均一的脂肪組織。白鯨的額隆形狀與其他鯨類頭部的額隆不同,因為它非常鼓且圓,看起來像壽星的大額頭。其獨特之處在於這個額隆具有彈性,它的形狀在白鯨發出聲音時會改變——白鯨透過在鼻竇周圍鼓氣來改變其頭部的形狀以聚焦發出的聲音。

    白鯨的額隆當中的脂肪所含的脂肪酸主要有兩種,大約60.1%的異戊酸(流動性比較好)和16.9%的長支鏈酸(比較粘稠),與人體脂肪的成分非常不同(人類脂肪大多是12-20個碳原子的直鏈脂肪酸),或許這樣比例能夠更好地輔助白鯨進行回聲定位。

    白鯨利用聲音和回聲定位來進行運動、交流,在冰上尋找呼吸孔,並在黑暗或渾濁的水域中覓食,要知道極地的冰面下是很黑暗的哦。它們會產生一系列快速的喀噠聲,這些喀噠聲會穿過額隆,而額隆則充當聲波的透鏡,將聲音聚焦成一束,並透過周圍的水向前某個方向發射。

    上圖:齒鯨額隆對聲波的匯聚和發射原理示意。記住,鯨類是使用額頭而不是嘴發聲的。

    白鯨具有非常敏銳的聽覺,其聽覺皮層也高度發達。它可以聽到1.2至120kHz頻率範圍內的聲音,最大靈敏度集中在10至75kHz的頻率段之間,高頻非常突出(大部分頻段都處於超聲波段),而人類的平均聽力範圍僅在0.02至20 kHz之間。對於白鯨來說,大多數聲音最有可能是由下頜接收並向中耳傳播。齒鯨一般下頜骨都比較寬而在其基部有一個空腔,該空腔向其與顱骨連線突出,此腔體內的脂肪組織與中耳連線。這樣敏銳的聽覺是與白鯨高超的聲吶系統想匹配的。

    上圖:白鯨的聲吶系統的主要構成部分。

    總結

    無論是白鯨還是抹香鯨,他們的額隆都是適應其生活環境的一種生理特徵,但齒鯨依據不同的生境改發展處了功能和形態各異的額隆,這類似不同型號的艦艇配備不同的雷達裝置一樣,形成了形形色色的齒鯨品種,是進化論所謂“適者生存”的一種反映。

    順帶發一個驚奇的發現,空中客車A300-600ST“白鯨”運輸機

    上圖:空客A300-600ST“白鯨”運輸機。真是太有仿生創意了,造型有點呆萌。額隆倒是大大的有啊!

  • 3 # 江氏小盜龍

    大家對於白鯨並不陌生,因為國內許多水族館裡都有,白鯨的大腦袋有什麼呢?其實是脂肪啦。

    白鯨屬於齒鯨亞目,該亞目中還有包括抹香鯨、虎鯨、偽虎鯨、瓜頭鯨在內的中小型鯨豚,包括了所有的海豚。

    其實不僅是白鯨,齒鯨亞目中的許多成員有長有老壽星一樣的突出額頭,這個額頭中有脂肪組織,而該組織位於額頭內的空腔之中。儘管是脂肪,但是白鯨額頭內的脂肪並不是通常意義上的肥肉,其成分是脂肪酸,作用則是聲波聚焦,也就是用於回聲定位。

    大家都知道聲吶吧,其基本原理同樣是回聲定位,透過發出和接收聲波確定敵人的方位、距離、速度等等資訊。白鯨額頭裡的脂肪就相當於生物版的聲吶,能夠透過發出和接收聲波確定周圍的環境,所以白鯨即便是蒙著眼,也能夠在地形複雜的環境內來去自如,輕鬆的發現並且捕獲食物。

    其實不僅白鯨的額頭內藏著能夠聚焦聲波的脂肪組織,所有的海豚都有類似的組織,只不過不是所有的海豚都有一個突出的額頭罷了。

    除了白鯨,還有一個著名的大腦袋齒鯨,那就是抹香鯨。抹香鯨的腦袋佔了整個身體的三分之一到四分之一,其巨大的額頭中同樣是一個空腔,其中含有被稱為腦油的無色透明粘稠液體,主要成分是不飽和脂肪酸和不飽和醇,其功能同樣是用於回聲定位。

    包括白鯨在內的齒鯨亞目是非常神奇的動物,它們的額頭中演化出了能夠進行回聲定位的脂肪結構,這個結構讓它們不依靠眼睛,依然能夠在海洋中生活!

    最後要宣告一點的是:我們應該抵制海洋動物表演,包括白鯨在內的海洋動物屬於大海,而不是水族館和海洋世界的水池子。
  • 4 # 軍機處留級大學士

    白鯨與獨角鯨有親緣關係,然而白鯨前額沒有獨角鯨的大長角,而是有一個圓形突起。前額突起是白鯨頭部背面的圓形結構,就在噴水孔的前面。在白鯨身上,它很突出,由脂類(脂肪)組成。白鯨的前額突起通常比其他鯨類更靈活,可能有利於聲音的產生。當白鯨發出聲音時,前額突起會改變形狀。 白鯨的前額突起被用來發出許多不同的交流聲音和麵部表情,還有助於回聲定位。

    白鯨是最小的鯨種之一。成年雄鯨的身長在4到6.1米之間,體重在907至1361公斤之間,雌鯨稍小一些。白鯨約40%的體重是鯨脂,可以保暖並儲存能量。 白鯨身體厚實,肌肉發達,兩端逐漸變細。它們的圓頭有一個小喙,脖子比其他鯨魚短。據與其他鯨魚不同,它們的頸椎沒有融合,可以上下左右移動頭部。白鯨沒有背鰭,可以輕鬆地在冰下游泳,白鯨鰭狀肢很短,像槳一樣。

    白鯨喜歡寒冷,大多生活在北冰洋。白鯨生活的水域水溫低達0℃。當海洋開始結冰時,許多白鯨會向南遷移到稍微溫暖的水域。 白鯨非常社會化。可能有成百上千頭白鯨聚集在一起。它們用咔嗒聲、哞哞聲、哨聲和鏗鏘聲相互交流。因為白鯨發出的聲音範圍很廣白鯨,能模仿周圍聽到的聲音,包括人類語言,所以白鯨被稱為“海洋金絲雀”。

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