购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

原始的声音,听觉的古老根源

起初,地球上只有石头、水、闪电和风的声音。

今天,请再来听听原始地球的声音吧。在那些生命静寂无声的地方,自40多亿年前地球由炙热状态冷却下来,我们听到的声音大体就不曾改变。风刮过山顶,发出低沉急迫的呼号。有时,旋风扶摇直上,噼啪作响。在沙漠和冰雪地带,沙子和雪地发出嘶鸣。海岸上,波浪冲击,拍打着卵石、沙砾和坚硬的崖壁。雨水嘈杂地击落在岩石和土壤上,汇入水道。河流在河床上汩汩流淌。雷声轰隆,大地上传来阵阵回响。地下世界不定时的震动和火山喷发打断了气流与水流声,带来地质的咆哮与怒吼。

这些声音,靠着太阳、重力和地球热能来驱动。阳光照射,空气变暖,流动形成风。大风刮过,海面波涛汹涌。太阳光使水蒸气升腾,随后又因重力作用返回大地。河流也因重力作用而流淌。海洋潮汐涨落,缘于月球引力。地球构造板块在中心灼热的液体上滑动。

大约35亿年前,阳光为声音的表达找到了一条新的通道:生命。除了一些“吃”岩石的细菌,一切生命的声音都被太阳激活了。在细胞的呢喃和动物的声响中,我们听到了折射出来的太阳能量。人类的语言和音乐也属于这种能量流动。我们是一种“声学中转器”,让植物攫取的光逃回空气中。甚至机器的轰鸣,也是通过燃烧埋藏许久的阳光来提供动能。

生物界最早的声音来自细菌,它们在水域环境向周围发出极低微的细语、叹息和咕哝声。如今我们只有采用最敏感的现代设备,才能听到细菌的声音。在安静的实验室,麦克风可以采集到枯草芽孢杆菌( Bacillus subtilis )菌落的声音。这种细菌常见于土壤和哺乳动物的肠道。放大音量,那些振动听起来就像蒸汽正从紧闭的阀门向外逃逸。用扩音器将类似的声音回放给烧瓶里的细菌听,细菌生长速率会激增。究竟是何种生化机制造成这种效应,目前尚不清楚。我们把细菌固定在显微镜的悬臂末端,也能“听”到细菌的声音。这根表面有“细胞涂层”的支柱非常小,细胞每次振动都会引起悬臂微颤。激光束打到悬臂上,被反射回来,由此记录并测量悬臂的运动。这个过程表明,细菌在不断振动并产生颤动的声波。声波的波峰和波谷,也就是细胞振动的范围,仅5纳米左右,相当于细菌细胞直径的千分之一。我说话时,声带振幅要比这大50万倍。

细胞产生声音,是因为它们一直在运动。它们维持生命,要依赖内部成千上万种流动和节奏,而其中每一种都要靠一连串化学反应与化学关系来调节和塑造。考虑到这种动态关系,难怪细胞表面出现振动。我们对这些声音的漠视,着实也令人不解。尤其是,现有技术已经能让人类的感官延伸到细胞领域。迄今为止,只有几十篇科研论文探讨细菌的声音。类似地,尽管我们知道细菌细胞膜上布满了能够探测切割、拉伸、触碰等物理运动的蛋白质,但这些感觉器官的功能与声音有何关系仍不得而知。或许是一种文化偏见在作怪,让我们的生物学家沉溺于视觉图像。就我个人接受的训练而言,在实验室,从来没人要求我去动用我的耳朵。细胞的声音不仅流连于我们感知的边缘,也被排除在想象空间之外——这都是习惯和先入之见使然。

细胞会说话吗?它们会像利用化学成分传递信息一样用声音交流吗?既然相互交流是细胞的基本活动,那么声音似乎就是首选的交流手段。细菌是社会性生命。它们成群成簇地生活,紧密编织在一起,所以通常不那么易于遭受化学和物理侵袭——单细胞则很容易被杀死。细菌的成功依赖于网络式的协作。在基因和生化层面,细菌一直在交换分子。然而迄今为止,尚无细菌间传递声音信号的研究记录。尽管它们在自身声音影响下生长速率会加快,这可能也算是一种“窃听”形式。细菌社群可能并不适合用声音交流。它们生活的尺度太小,分子在不到一秒的时间内就能从一个细胞钻入另一个细胞。细菌细胞可以调用内部数十万个分子,这是一种现成的语言,既广泛又复杂。对细菌来说,化学交流可能比声波更便利、更快速,而且更微妙。

约20亿年前,地球上仅有的生命就是细菌,以及与其外表相似的表亲——古菌。约15亿年前才出现更大的细胞——变形虫、纤毛虫及其亲属。随后由这些大型的真核细胞产生了植物、真菌和动物。单个真核细胞也像细胞一样不停地颤动。同样,我们没发现它们用声音交流。酵母细胞从不对伴侣唱歌。变形虫也不大喊大叫向邻居示警。

直到最早期的动物出现,生命界依然安静如初。那些海洋底栖生物的身体呈圆盘状,具有静脉状纹理的褶皱,这些褶皱是由固着于蛋白纤维束上的细胞构成的。如果我们把它们抓在手上,摸起来可能像丝状海藻,既细又软。它们的化石在岩石中待了大约5.75亿年。我们以这些化石出土的地方,也就是澳大利亚的埃迪卡拉山,将其命名为“埃迪卡拉动物群”(Ediacaran fauna)。

埃迪卡拉纪(又名震旦纪)的动物身体构造简单,血统无从追溯,也没有任何标志性痕迹能让我们将其归入现今已知的类群。它们没有节肢动物那种分节的甲壳;背部下面没有鱼类那种坚硬的脊柱;没有嘴和内脏,也没有器官。几乎也可以肯定,没有发声装置。这些动物身体的任何部位,都不可能发出清晰的刮擦或砰砰、扑扑声。形态与之相似而身体更为复杂的现生动物,如海绵、水母和海扇(软珊瑚),也是悄然无声的。可见,早期动物群落非常安静。除了细菌和其他单细胞生物的杂音,演化只给那些扇子一样的盘状海洋软体动物周围加了水花和涡流的声音。

30亿年来,生命几乎静默无声,“声音”仅限于细胞壁的颤动和简单动物周围的涡流。然而在漫长寂静的岁月中,演化创建出了一种构造——细胞膜上出现一根细小的毛发,我们称之为纤毛。地球之声将随之改变。这种新的构造帮助细胞游动、转向并觅食。纤毛浮游于细胞周围的液体中。很多细胞利用多根纤毛,通过纤毛簇或纤毛的拍击式摆动来增强游动能力。纤毛的演化机制目前尚未完全明了,但可能是源于细胞内部蛋白质骨架的延伸。水中任何波动,都会传播到以纤毛为中心的活体蛋白质网络,然后传回细胞内部。这种传播成了生命觉察声波的基础。纤毛改变细胞膜和分子中的电荷,将外部运动翻译成了细胞内部的化学语言。如今,所有动物都用纤毛来感知周围的声波振动,有些是依靠特定的听觉器官,有些则利用分布于皮肤和身体上的纤毛。

如今我们生活中充满了动物的声音,包括人语声。这是15亿年前纤毛起源留给我们的双重遗产。首先,纤毛在细胞和动物身上发挥多种作用,演化创造出丰富多样的感官体验。人类的耳朵只是听的方式之一。其次,在首次感知到水中的振动后,一些动物逐渐发现了用声音交流的办法。感知声音、表达声音,这两大遗产相互作用,激发了演化的创造力。当我们叹慕春天鸟儿的歌唱、婴儿的咿呀学语,或是夏夜昆虫和青蛙热情的合唱时,令我们沉醉不已的,正是不起眼的纤毛留存下来的神奇遗产。 Pe7yO/Sth962XDoFTWE5fUtTx7Jq9xSycdILXzufSdQipnY3pDt+MwmENE+FpobY

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×

打开