文 / 圖
蔡明安─國立屏東科技大學
獸醫學系
助理教授
黃群淳─國立東華大學
「海洋生物研究所」碩士班學生
國立海洋生物博物館裡的三隻小白鯨天使、鯨寶與巴布是海生館裡的大明星,許多人到了海生館都會迫不及待地與牠們互動。白鯨是遠道而來的貴客,牠們原來棲地是在北極和亞北極海域,大約在北緯50度到北緯80度之間,其棲地水溫約在攝氏0℃-16℃間。目前國際自然保護聯盟(IUCN) 估計全球白鯨數量約有136,000頭,被列為近危物種(Near
Threatened),是需要關注及保育的動物。白鯨是喜愛群居的生物,也熱愛社交,不知道大家有沒有想過,牠們彼此間是怎麼溝通的呢?
白鯨的回聲定位系統
小白鯨的活動範圍雖然以水面下20-40公尺內的水域為主,但有時能潛水到超過1000公尺的水深,且在北極海域多半的時間都是昏暗不明的,因此光靠視覺並無法滿足牠們的需求。白鯨也因此發展出獨特的聽覺系統來「看」水下世界。
白鯨這類的齒鯨會利用回聲定位來探測環境與尋找獵物,其原理是透過發出寬頻的答聲或脈衝聲,並接收接觸物體反彈回來的聲波,透過兩者時間差和強度來計算與物體的距離及「看見」周圍的環境。
與陸生哺乳動物的聽覺系統不同的是,白鯨雖然仍保有耳孔但已無聽覺功能,聲音的接收則是透過下頷骨內的油脂通道將聲波傳到耳骨與大腦。除此之外,白鯨聽覺靈敏曲線(聽力閾值)與陸生哺乳動物也有所差異。以人類與白鯨為例,一般人類能聽到的頻率約在20-20,000赫茲(Hz),而白鯨則在125-150,000 Hz之間,幾乎是人類能聽到音頻的7.5倍,而白鯨聽力在45-80千赫茲(kHz)間的範圍最為敏銳,聽力敏感度則在80 kHz以上或45 kHz以下的範圍逐漸下降。
海上金絲雀其實沒有聲帶?白鯨發聲方法與人類大不同
據說法國探險家雅克‧卡提爾(Jacques Catier)航行到加拿大的聖勞倫斯河時,突然出現一群白鯨,在探險船的周遭載歌載舞,並發出美妙的聲音,因此船員們就送給這些親人的白鯨「海上金絲雀」的稱號。
雖然白鯨有多種叫聲,但與人類發聲原理不同,牠們並不通過聲帶震動說話,而是通過頭上的鼻子(氣孔)來發聲。牠們可以通過氣孔下方的「猴唇」構造震動或擠壓空氣通過氣孔旁邊的「鼻囊」產生聲音,並改變額隆形狀來控制發聲的方向。白鯨是熱愛社交的「派對動物」,同伴間彼此的溝通顯得十分重要,其中最主要就是依靠叫聲來進行溝通。白鯨叫聲可概分為4大類,分別為:哨聲(tonal sounds/
whistle)、脈衝聲 (pulsed tones) 、回聲定位答聲(echolocation clicks)與混合聲(combined
calls),其中除了答聲之外,脈衝聲亦具有回聲定位 (echolocation) 的作用。此外,脈衝聲與哨聲都具有溝通的功能,而前者曾於圈養瓶鼻海豚進行威嚇或攻擊時被觀察到。混合聲則是同時混合有哨聲與脈衝聲的獨特叫聲,雖然其發聲機制仍不全然明瞭,但一般認為應該是由不同部位同時發出的混合聲音。(點連結聽小白鯨的聲音)
白鯨語言大不同
為了解密白鯨的語言,科學家將白鯨的叫聲分類並與行為關聯性進行研究,以期能更瞭解不同叫聲所代表的行為涵義,然而直至今日我們所知仍相當有限。
在一些研究中發現哨聲主要作為鯨豚個體間的溝通,而哨聲類型或頻率等特徵可能如同人類方言或地方口音般,會隨著各個不同地區或白鯨族群而有所差異,某些海豚被發現具有個體獨特的識別哨聲,如同名字般可做為身分識別,而在白鯨相關研究中則指出某些脈衝聲可能具有識別聲的功能。
由於許多白鯨族群會隨著季節進行遷移,遷移過程中同伴間就須靠著頻繁溝通來維繫族群的一致行動,科學家發現白鯨通常喜好利用較高頻率的哨聲進行較遠距離範圍的溝通,這與我們所認知低頻率的聲音比高頻率聲音能傳遞較遠似乎有所牴觸,但也可能是白鯨對高頻率的聲音較為敏感,所以所以使用高頻哨音來進行遠距溝通。
連續性高頻的哨聲常出現在目標性的移動或在較大的海域所發出大範圍的信號,有協調群體行動的功能。而其他種類的哨聲如低頻率哨聲則不僅在小範圍溝通中扮演重要角色,當在探索未知物體時也常出現,例如吱吱聲(Squeaks) 被認為具有在群體中表達情感或進行個體間聯繫的用途,因此在有目的性的移動、休息或捕食等行為當下較常出現此類叫聲。另一種白鯨常見的溝通叫聲為脈衝聲,是較寬頻的叫聲,主要在近距離的互動時出現,也被認為是情感表現的叫聲種類,因此常在白鯨進行頻繁社交互動時被觀察到。
白鯨也會偷偷學「外語」?
另外,白鯨不僅能在同類間溝通,甚至也有模仿不同鯨豚的案例。
在東歐克里米亞的科克捷別利海豚水族館(Dolphinarium
Koktebel)內,館方將一頭人工飼養四歲的白鯨與4頭瓶鼻海豚移入在同個池子裡生活近兩個月,之後發現白鯨不但和海豚們融合相處在一起,也開始改說牠們的語言(白鯨減少自已原有的叫聲並模仿海豚專屬的識別哨聲)。科學家推測白鯨會發出這種哨聲是為了想融入海豚們的群體,畢竟在這群體中自已是唯一的異類。
另外一個例子則是在美國水族館的白鯨「諾克」,被發現好幾次對潛水員發出「out」的聲音,而讓潛水員誤以為是有人叫他離開,後來才發現原來是白鯨諾克的叫聲。由於白鯨要發出人聲並不是件容易的事情,因此科學家推測白鯨諾克可能是想要和人類進行溝通與交流因而模仿學習人聲,這也顯示出白鯨的高智商與模仿聲音的天分。
為了與圈養白鯨溝通,訓練師主要透過吹哨音、碰觸、手勢與肢體語言等方式與白鯨互動,當白鯨由水下浮出水面時,藉由特殊的水晶體和角膜構造能調整近視的現象,因此白鯨在水面上下都有很好的視力來觀察訓練師所下的指令,因此肢體動作也是另一種人與白鯨間溝通的方式。
認識白鯨,就到海生館!
無論是在野外族群或圈養白鯨間溝通叫聲的涵義仍持續被研究中。若能破解白鯨的語言系統,不僅能讓我們更加認識白鯨與其習性,對於野外白鯨的保育也將有莫大助益!此外透過白鯨聲學研究也有助於了解圈養白鯨的需求,並讓訓練師或獸醫師來依此改善圈養環境,藉以提升動物福利。
由於白鯨是珍稀動物,能夠研究牠們的基礎生物學是非常難得的機會,因此海生館持續積極投入進行圈養白鯨的相關聲學等研究,希望能一點一滴累積研究成果,逐漸揭開白鯨語言的神秘面紗。下次來到海生館觀看白鯨時,除了可與白鯨進行肢體互動外,也不妨靜靜地佇立在白鯨隧道裏,聽聽白鯨捎來的訊息。
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