动物界大声公（二）：蝉
刊登日期: 2020年10月7日

谈及动物界的大声公，又怎少得蝉呢？每年的夏季，不论在市区公园或郊外，我们都会听到响亮的蝉鸣。有些品种的蝉，鸣叫声更可以超过100分贝，跟电钻发出的音量不遑多让。但为什么细小的蝉可以成为大声公呢？首先，只有雄性才能鸣叫，因为它们要以响亮的鸣叫声吸引雌性。雄性蝉的腹部有三个专为鸣叫而设的「特殊构造」─ 肌肉、鼓膜和空心的腹腔。相比之下，雌性蝉的腹部结构就简单得多，看看下图就可以比较两者的不同之处。

蝉标本腹部第一节横切面

雄性蝉其中一个鼓膜位置

雄性蝉腹部内有一对V形肌肉分别连接着身体两侧的鼓膜，像一块薄胶片的鼓膜会被肌肉拉动而改变形状，继而发出声音。下面的影片就以胶水樽模拟鼓膜发出声响的原理，但蝉振动鼓膜的速度当然快得多，每秒可以振动接近400次。此外，蝉的腹部跟大部分昆虫的腹部很不一样，是空心的，所以鼓膜发出的声音在腹腔产生共鸣而扩大，原理就像木结他空心的共鸣箱，帮助扩大声音。

科学家对蝉如何以很少的能量发出巨大声音很有兴趣，并希望掌握蝉的发声原理，应用在日常生活上，例如改进声纳探测技术等等。你也可以尝试动手了解蝉的鸣叫原理，例如参考影片试试以胶水樽模拟蝉鸣，又或者尝试制作共鸣箱来扩大声音。

影片中模拟了雄性蝉腹部的肌肉如何拉动鼓膜发出声响