中文里，“嘶鳴”是對馬兒叫聲的專屬描述，其中既有低沉的隆隆吼聲，又夾雜著尖銳嘯聲。這種叫聲一直讓生物學(xué)家感到困惑：體型龐大的馬，為什么能發(fā)出如此尖銳的高頻聲音，而這兩種完全不同的頻率又是如何同時產(chǎn)生的呢？

2月23日，一項發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上的研究首次揭示了其中的奧秘。由瑞士、奧地利等多國科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，馬嘶鳴中的高頻成分并非來自我們通常認(rèn)為的聲帶振動，而是一種由空氣高速流過喉部狹窄通道產(chǎn)生的“哨聲”。

長期以來，科學(xué)界普遍認(rèn)為哺乳動物發(fā)聲遵循“聲學(xué)異速生長”規(guī)律，即發(fā)聲器官的大小與體型成正比，因此大型動物通常發(fā)出低沉的聲音。按照這個模型，一匹500公斤的馬，其發(fā)聲頻率本應(yīng)低于100赫茲。然而，馬的嘶鳴聲中，高頻部分可以輕松超過1000赫茲，這顯然無法用傳統(tǒng)的聲帶振動理論來解釋。

新的研究提出了一個截然不同的觀點(diǎn)：馬的嘶鳴是一種“雙聲部”發(fā)聲（biphonation），即同時由兩種獨(dú)立的機(jī)制產(chǎn)生聲音。當(dāng)我們聽到馬嘶時，其實(shí)是聽到了兩個聲音：一個是由傳統(tǒng)聲帶振動產(chǎn)生的、符合其龐大體型的低沉基頻，另一個則是由喉部特殊結(jié)構(gòu)“吹”出的高頻“口哨”。

為了驗證這一假設(shè)，研究團(tuán)隊首先利用離體的馬喉進(jìn)行了實(shí)驗。他們分別向其中吹入普通空氣和密度更小的氦氣。如果馬兒是依靠聲帶等物理組織振動發(fā)聲，那么改變氣體密度不會影響其振動頻率，喉嚨發(fā)出的音調(diào)也就不會改變。但如果是像吹口哨一樣的氣體共振發(fā)聲，聲音在氦氣中傳播速度更快，音調(diào)就會顯著升高。

實(shí)驗結(jié)果顯示，馬喉產(chǎn)生的低頻聲在兩種氣體中保持穩(wěn)定，而高頻聲在氦氣中則急劇升高，這證明“哨聲”不是由聲帶振動產(chǎn)生的。

接著，研究團(tuán)隊利用CT掃描技術(shù)對馬的喉部進(jìn)行三維成像，掃描發(fā)現(xiàn)了一些可能形成“口哨”的特殊解剖結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊通過內(nèi)窺鏡實(shí)時記錄發(fā)現(xiàn)，在嘶鳴開始時，馬的喉部會先收縮形成一個狹窄的縫隙并產(chǎn)生高頻哨聲，隨后聲帶才開始振動，加入低沉的聲音，最終形成高低音混合的完整嘶鳴。

論文作者指出，這種“雙聲道”發(fā)聲機(jī)制可能是在進(jìn)化中形成的獨(dú)特生存策略，使馬能通過一個聲音同時傳遞多種信息。例如，低沉的頻率可以反映其體型和力量等靜態(tài)信息，而高亢的哨聲則可以動態(tài)地傳遞興奮、警告等情緒狀態(tài)，二者互不干擾。這種復(fù)雜的信號系統(tǒng)對于馬這種社會性動物的遠(yuǎn)距離溝通和群體協(xié)調(diào)至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

Lefèvre, R. A., de Beauchesne, L. B., Sabarros, F., ... Reby, D., Fitch, W. T., & Briefer, E. F. (2026). The high fundamental frequency in horse whinnies is generated by an aerodynamic whistle. Current Biology, 36(4), 902-911.E4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.12.033