鯨歌或鯨語或稱作鯨詠指的是人類通過儀器在鯨類交流時搜集到的聲音。由于某些種類的鯨（比如座頭鯨）常常發(fā)出的聲音模式是可預(yù)測而重復(fù)的，所以鯨類學(xué)家將其比喻為人類世界中的“歌”聲。
座頭鯨是出色的歌唱家
不同的鯨類產(chǎn)生的聲音方法是不同的。無論如何，由于水對光線的吸收造成視力困難，以及相較空氣來說較慢的水流速度使得嗅覺也無用武之地。因此所有的鯨、海豚以及齒鯨亞目動物都比它們的陸地親戚更加依賴于聲音進(jìn)行交流溝通。由于人類航海產(chǎn)生的大量環(huán)境噪聲對海洋動物這一重要破壞性影響已經(jīng)引起環(huán)保主義者們的關(guān)注。
目錄
聲音制造的方法編輯
人類發(fā)聲是通過擠壓喉部空氣產(chǎn)生。喉部聲帶的打開與關(guān)閉產(chǎn)生分散氣流是發(fā)音所必須的。這些分散氣流包經(jīng)由喉嚨，舌以及唇而發(fā)出不同的聲音。
鯨類動物發(fā)聲的機(jī)理與此不同。其準(zhǔn)確的發(fā)聲機(jī)理又因兩個主要的不同亞科而又有所區(qū)別：齒鯨亞目（齒鯨—包括海豚）與Mysticeti（須鯨—包括最大型的鯨類，如藍(lán)鯨）。
齒鯨發(fā)音機(jī)理編輯
理想化的齒鯨頭部的發(fā)音部位。該圖像由克蘭福德重畫（2000年）
齒鯨不會發(fā)出通常那樣長而低頻的鯨語聲。它們產(chǎn)生的聲音是高頻快速的嘀達(dá)聲或嘯叫聲。單個的“嘀達(dá)”聲是用來進(jìn)行回聲定位的，而口哨聲則是用來進(jìn)行溝通用途。雖然很多海豚都會發(fā)出不同的嘯叫，但目前人類只了解其中很少聲音的意義。研究者Frankell（1998年）將其比喻為通過聽操場上一組小孩們的聲音而辨別出中間的含義。
齒鯨聲音的發(fā)聲機(jī)理是通過擠壓空氣進(jìn)入一個稱為聲唇的類似人類鼻腔的頭部結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的。輯由空氣進(jìn)入狹窄的通道，聲唇薄膜互相閉合在一起，這導(dǎo)致周圍的組織發(fā)生震動。這種震動，類似于人類的喉，是在無意識下靈敏控制的。接著，這些震動通過頭部組織到達(dá)額隆-它決定了聲波的音調(diào)以及方向以便進(jìn)行回聲定位。除了抹香鯨外的每種齒鯨都有兩對聲唇，因此，它們可以同時發(fā)出兩個互相獨(dú)立的聲音。一旦穿越聲唇的空氣就會進(jìn)入前庭的液囊。在那里空氣可能循環(huán)回鼻結(jié)構(gòu)的下部，并在那里為下一次發(fā)聲做好準(zhǔn)備，或者，空氣通過噴水孔排出。
這是因?yàn)槁暣浇Y(jié)構(gòu)形似，在法語里，聲唇的名字是museau de singe，意思是“猴唇”。在2004年使用X射線斷層成像和單光子放射斷層成像技術(shù)而進(jìn)行的新頭骨分析表明至少對于寬吻海豚，通過腭方括約肌進(jìn)入鼻結(jié)構(gòu)的空氣是來自肺，這使得聲音產(chǎn)生時間能與海豚屏住呼吸的時間一樣長（Houser等人，2004年）。
須鯨發(fā)音機(jī)理編輯
須鯨沒有聲唇結(jié)構(gòu)。事實(shí)上它們有喉，但須鯨類又缺少聲帶。這使得科學(xué)家目前仍然不確定其準(zhǔn)確發(fā)音機(jī)理。無論如何，其發(fā)音機(jī)理不可能完全與人類一樣，因?yàn)轹L類不能通過呼氣而發(fā)音?？赡艿那闆r是：須鯨通過將空氣在整個身體內(nèi)循環(huán)而發(fā)音。頭蓋骨上的竇也可能有發(fā)音用途，但同樣的，研究者也不很肯定其具體是如何發(fā)音的。
鯨制造聲音的目的編輯
座頭鯨（以及一些藍(lán)鯨）那復(fù)雜而令人難忘的歌聲據(jù)信主要目的是用來擇偶（見下節(jié)），其它鯨類比較簡單的聲音則全年不變。齒海豚（包括虎鯨）更能夠使用聲納系統(tǒng)定位（本質(zhì)上是發(fā)出超聲波束）來精確探測物體的大小以及屬性，須鯨沒有這種能力。另外，不像鯊魚那樣：鯨的嗅覺系統(tǒng)并未高度發(fā)展。在水生環(huán)境能見度一般也很低，只有聲音仍然能夠很好傳播，人耳可聽范圍內(nèi)的聲音對鯨來說是導(dǎo)航信號。例如，水深或是前方存在一個大的障礙物可以被須鯨發(fā)出的大噪聲探測到。
座頭鯨之歌編輯
座頭鯨的聲譜圖，10倍速度播放—播放音頻（OGG格式，大小57kb）
座頭鯨和在印度洋發(fā)現(xiàn)的藍(lán)鯨亞種，是已知的能夠產(chǎn)生重復(fù)甚高頻的歌聲的鯨魚種類。海洋生物學(xué)家Philip Clapham描述它們“大概是動物王國中最復(fù)雜的‘歌聲’了”（Clapham，1996年）。
雄性座頭鯨只在交配季節(jié)發(fā)出這種聲音，所以人們假設(shè)這種歌聲的目的是幫助擇偶。這種歌聲是否是一種雄性為爭奪同一配偶而產(chǎn)生的競爭行為，或其意義主要在于劃分地盤還是一種雄性對雌性的“調(diào)情”行為仍然未知，相關(guān)的研究仍然在進(jìn)行中。
大眾對鯨類歌聲的興趣是被研究員羅杰·彭（Roger Payne）與Scott McVay激發(fā)起來的，他們在1971年分析了鯨歌。這些歌聲有明顯的層次結(jié)構(gòu)。歌聲的基本單位（有時簡單的稱為“音符”）是單個不間斷的持續(xù)幾秒鐘的噴射聲。這些聲音頻率從20赫茲至1萬赫茲不等（典型人耳可聽范圍為20赫茲至2萬赫茲）。這些聲音單位即可調(diào)整頻率（即：聲調(diào)可上可下，或是在在音符內(nèi)保持一樣）也可調(diào)整幅度（聲音變大變?。?p> 已知四至六個基本單位組成一個單詞，這種單詞一般持續(xù)十秒。兩個單詞是一個短語。一頭鯨一般會在一至兩分鐘內(nèi)不斷重復(fù)同一個短語-這被稱為一個主題。幾個主題和在一起被稱為一首歌。鯨會重復(fù)唱同一首歌，這大約會持續(xù)二十分鐘，然后不停的重復(fù)數(shù)個小時甚至數(shù)天。“俄羅斯套娃”的比喻抓住了科學(xué)家們對這種層次聲音的想象力。
另外，每頭鯨的歌聲還會隨著時間緩慢變化。例如，通常大約一個月的時間里會有一個特別“提升”（頻率增加）的單位慢慢降低變?yōu)橐粋€普通音調(diào)。另一個單位的音強(qiáng)則慢慢穩(wěn)定增大。鯨歌變化的步伐也是會改變的：某些年內(nèi)歌聲會快速變化，而另外一些年內(nèi)則只會發(fā)現(xiàn)很少有變化。
理想化的座頭鯨歌聲示意圖。羅杰．彭等人重畫（1983年）
在相同區(qū)域內(nèi)的鯨趨向于唱相似的歌，它們之間差異很小。來自不相重疊區(qū)域的鯨唱的歌聲基本單位完全不同。
研究鯨歌聲的進(jìn)化顯示過去的歌聲不會被重新演唱。一項(xiàng)長達(dá)19年對鯨歌聲的分析對歌聲中的通用模式加以標(biāo)記，相同的組合從來沒有出現(xiàn)過。
座頭鯨也能發(fā)出多個不是一首歌的單音節(jié)，特別是在求愛儀式上更是如此。座頭鯨發(fā)出聲音的三分之一是覓食信號。這是一種穩(wěn)定于通常頻率的長聲（持續(xù)5–10秒）。座頭鯨通常成群合作覓食，它們通常的方法是一起潛游到魚群下方然后同時一起垂直向上捕魚直到躍出水面。在發(fā)動進(jìn)攻前，鯨需會發(fā)出覓食信號。該信號準(zhǔn)確的目的目前不太清楚，但研究人員相信魚類能理解其中信息。當(dāng)研究者向魚群發(fā)出信號時，一組青魚對聲音作出了反應(yīng)并快速游離發(fā)聲處，雖然當(dāng)時附近并沒有鯨類出沒。
其他鯨之歌編輯
大部分須鯨類發(fā)出的聲音在15–20赫茲之間。不過，在Woods Hole海洋研究機(jī)構(gòu)工作的海洋生物學(xué)家在2004年12月曾向《新科學(xué)人》報(bào)告他們曾記錄下了一12歲大的北太平洋鯨用52赫茲的音調(diào)“唱歌”。這些科學(xué)家對此戲劇性的非凡現(xiàn)象沒有辦法解釋，他們肯定這頭鯨是須鯨，并且肯定不是一個新種，這暗示現(xiàn)在已知種類的鯨可能有比以前所知更為寬廣的音域。
大部分其他鯨和海豚發(fā)出復(fù)雜而不同度的聲音。特別有趣的是白鯨（又被稱為“海洋金絲雀”），它能發(fā)出音域變換寬廣的嘯叫，嘀噠聲或是脈沖聲。
與人類交流編輯
旅行者號空間探測器攜帶的黃金唱盤將鯨魚的歌聲連同其他表現(xiàn)地球行星的聲音一同帶往了外層空間
雖然一些觀察者相信因?yàn)轹L類生活在水中，使得人們過度迷戀而天真化了這種現(xiàn)象，但大部分海洋哺乳動物科學(xué)家相信這些聲音在鯨類日常生活和發(fā)展中扮演了特別重要的角色。有人爭論這是反對捕鯨的人士可能通過試圖人格化這種行為來支持他們的觀點(diǎn)。相反的，那些經(jīng)常捕鯨的國家則傾向于矮化這些聲音的意義，一個類比的例子是牛發(fā)出的“哞”聲幾乎沒有任何意義。
研究人員們使用水中聽音器（通常從他們原先軍方使用跟蹤潛艇的設(shè)備改裝）來確定鯨發(fā)出的這些聲音的準(zhǔn)確起源地點(diǎn)。該方法也允許他們可以探測到這些聲音能夠在海洋中傳播多遠(yuǎn)?？的螤柎髮W(xué)Christopher Clark博士的研究通過三十年的軍方數(shù)據(jù)顯示鯨的聲音可以傳播超過3000公里。就和鯨歌聲提供信息那樣，數(shù)據(jù)允許研究人員在鯨的“歌唱”（交配）季跟蹤鯨的遷徙路徑。
先于人類，Clark認(rèn)為鯨的這些聲音能從海洋的一邊傳向另一邊。他的研究也顯示每十年環(huán)境噪聲就會雙倍增加。這使得鯨語傳遍的范圍會減小一半。那些相信鯨之歌對鯨類福祉和繼續(xù)繁衍后代有重要意義的人特別關(guān)注于這些環(huán)境噪聲的增加可能帶來的危害。其他研究顯示隨著船舶運(yùn)輸?shù)脑黾印袷窃陔x溫哥華港不遠(yuǎn)的地方——已經(jīng)導(dǎo)致一些虎鯨改變了它們的發(fā)音聲調(diào)頻率并且加大了它們的發(fā)音音量，這顯然是試圖避免使它們的聲音受到干擾。環(huán)保人士擔(dān)憂這類海上活動會對海中動物增添過度的壓力，而造成它們配偶困難。