動物發聲的器官是怎麼進化來的？
動物發聲的器官是怎麼進化來的？為什麼不同的動物，發聲方式大不同？
追本溯源——擁有「喉嚨」的魚
眾所周知，人類和許多哺乳動物都是依靠喉嚨來發出聲音的。然而喉嚨這一生理器官卻並非在生命起源之初就存在。事實上，大約在4億年前，廣袤的海洋中出現了一種「另類」的魚，它就是最早擁有「喉嚨」的肺魚。
肺魚的幼體酷似蝌蚪，腹部長有吸盤，成年魚的雙鰭就像兩條黑色的小細腿，能夠支撐它們在水中「行走」。而這種魚最大的特色就在於它們的魚鰾進化出了相當發達的肺，可以讓它們在河水乾涸或水中缺氧時直接呼吸空氣中的氧氣。
然而，可以直接吸收氧氣的肺部對肺魚來說固然是救命的寶貝，但是也很有可能成為致命的弱點。會游泳的人都知道，如果在浮出水面換氣時，不小心將水嗆進氣管，是非常危險的。若是順著氣管進入肺部的水量很少，或許可以通過劇烈的咳嗽將水排出，而一旦嗆入大量的水，則有可能危及生命。
普通的魚用鰓呼吸，自然不會出現「被嗆到」的事情，但肺魚的生理結構卻決定了它們如果也像普通的魚一樣呼吸，就難免會被水「嗆」到。為了將兩種呼吸方式協調起來，肺魚便在鰾管的上端進化出了一個環形的纖維括約帶。當括約帶收縮時，就將肺與消化道隔離開來，使水不會進入到肺里，而這一結構正是最原始的「喉」。不過肺魚的「喉嚨」雖然已經初具雛形，卻還不具有發聲的功能，只是為發聲奠定了生理基礎。
第一種用聲帶發聲的動物——蛙
隨著兩棲動物的出現，利用聲帶發聲的機制也有了質的飛躍。由於兩棲類動物有較長的時間在陸地上生活，因此越來越多的動物開始使用肺部呼吸，而它們的鰓則開始退化。一部分兩棲類動物的鰓弓逐漸在喉門附近形成了喉嚨支架，而其中最突出的就是蛙類的進化。一部分蛙類在喉門兩側，進化出了一對富有彈性的纖維帶，也就是我們現在所說的「聲帶」。再加上蛙類還擁有發達的喉部肌肉，因此蛙類當之無愧地成為了最早使用聲帶發聲的動物。
雄性的蛙類擁有一對或單個鳴囊，可以在發聲時產生共鳴，因此我們平時聽到的洪亮的蛙聲大多是雄性蛙類發出的，而此性蛙類則沒有鳴囊這一結構，因此聲音就要比雄性蛙類沉悶一些。但無論如何，使用喉嚨聲帶發聲的質變就在兩棲類動物身上發生了，而在此之後，動物的發聲也隨著進化方向的不同開始出現了分化，出現了優劣有別的發聲系統。
優劣有別——物種不同，發聲不同
爬行類動物是所有動物當中喉部發聲器官最不發達的一種了，現在人類已知的大多數爬行動物都不能發聲，儘管如此，爬行動物的喉器與兩棲動物相比，在結構上也有了進一步的分化。比如蜥蜴的聲門前進化出了一條粘膜皺襞，可以分隔空氣和食物；再如鱷類進化出發聲器官已與哺乳動物相差不多。因此，蜥蜴類和鱷類中會發聲的種類比其他爬行動物要多得多。
鳥類的發聲情況則要好得多。在進化過程中，鳥類逐漸形成了以鳴管為主的發聲系統。鳴管位於氣管和支氣管的交界處，在鳴管中央有一腔，叫鳴室。當有氣流經過時，鳴管的管壁變薄，隨氣流振動發出聲響，而鳴室則能產生共鳴效果，這也是為什麼鳥兒的聲音清脆、明亮之故。除此之多點，鳥類的鳴管上還附著了多少不等的鳴管內肌與鳴管外肌，每一塊肌肉都能單獨收縮和舒張，這樣一來，鳥類，尤其是鳴禽類便能精確地控制氣流，發出婉轉悅耳的鳴叫聲了。
而在發聲這條路上，走得最遠的莫過於哺乳動物了。首先，哺乳動物在進化中極大地完善了自己的發聲器官，其喉嚨的結構既精緻又複雜，不僅對氣流的控制達到非常自如的地步，而且還有專門保護喉嚨結構的軟骨。另外，哺乳動物的口腔以及口腔中的舌頭、牙齒、雙頰、鼻子等等結構都成為了發聲的輔助器官。這樣一來，哺乳類動物的聲音系統就已經很完美了。
相對於一般的哺乳動物，人類則要更進一步。由於直立行走減小了肺部和聲帶的壓力，人類可以更精確地控制氣流所產生的振動，而喉部肌肉也能更方便地舒張與伸縮；直立也使口腔與喉部形成了一個直角，與連成一線的結構相比，前者在發音過程中可以形成更多的阻礙，便於發出各種不同的聲音；最後，直立還減輕了鼻腔受到的頭部所帶來的壓力，使鼻腔真正地具有了共鳴腔的作用。如此一來，人類就能夠輕易地發出各式各樣的聲音了。
形似神非——大象與貓，發音有別
現在我們已經知道，人類和其他高級哺乳動物的發音系統是有著很多共性的，那麼是不是說人類與所有哺乳動物的發音機制都相同呢？
事實上，哺乳動物的發聲機制基本上可以分為兩類。第一類是通過神經信號主動控制喉部肌肉收縮來進行發音。這種發聲方式有點類似於門鈴或者是手機的蜂鳴聲，它們的發聲很有規律，但是需要動力的支撐，而「動力」其實就是大腦產生的信號或指令。貓咪所發出的「喵喵」聲，就是這樣產生的。
第二種發聲方式則是利用肺部的空氣流通帶動聲帶振動而發出聲音，這種發聲方式則更像是演奏木管樂器，不需要去刻意地控制肌肉群，只需要控制呼吸產生氣流就能發出聲音。我們人類就是用這樣的方式發出聲音的。
對於大部分哺乳動物，科學家在長期的研究中都已經破解了它們發音之謎，然而唯有大象的聲音是如何發出的，一直困擾著科學家，因為要把科學儀器置入大象體內是相當的危險的。直到最近，德國柏林動物園捐獻出的一個死亡的非洲象的完整喉部，才給了科學家一個探索謎底的好機會。
由於大象喉部是被切除下來的，研究人員做實驗時頗費了一番周折。為了模擬一個真實地類似大象體內的發音環境，研究人員首先製作了一個人工的空氣槽，並給它加熱加濕，形成一個模擬的大象「肺部」，使它可以產生常規地氣流和壓力；隨後，他們將大象的喉嚨和「肺部」連接在一起，準備進行觀測。通過高速相機的記錄，研究人員觀測到了氣流經過時，大象喉嚨部位聲帶的震動。
研究結果表明，大象也是利用肺部的空氣流通帶動聲帶振動而發出聲音。然而奇妙的是，大象卻能發出兩種聲音，一種是我們可以聽到的高昂明亮的聲波，還有一種卻是我們聽不到的次聲波。這種次聲波在象群里被廣泛地應用：象群的頭象用這種聲音指揮整個族群的動向；交配期的公象用這種聲音來威懾自己的「情敵」；象媽媽更是用這種聲音來向不在自己身邊的小象傳達「我在這」的信息。
為何大象的發聲頻率範圍如此寬泛？難道大象本身有兩套發聲機制？這仍然是科學界的一個未解之謎，還需要我們繼續不斷地探索研究。
在這熙熙攘攘的動物世界中，聲音永遠是一種不可或缺的元素，動物們靠發聲互相聯絡，辨別敵我，適應複雜的環境。對動物發聲的研究，能使我們更加深刻地了解自我和我們的動物夥伴。
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