第十六课 昆虫是靠翅膀振动发声吗？
第十六课 昆虫是靠翅膀振动发声吗？
爱科学的小学生——聂利
2003年，湖北监利县的年仅12岁的小学生聂利写出了一篇让大家击节赞叹的小论文《蜜蜂并不是靠翅膀振动发声》，提出蜜蜂真正的发声器应该是胸前双翅根部下的两个小黑点，对形成了近百年的“蜜蜂振翅发声说”提出了挑战。这篇论文得到了大家的赞赏，获第十八届全国青少年“科技创新大赛”银奖、高士其科技创新奖，同时还获得第六届宋庆龄奖学金。同年，聂利还被武汉某媒体评为“武汉十大年度人物”。
长时间以来，如蜜蜂、蚊子、苍蝇这种具有膜状翅的昆虫发出的“嗡嗡”声，都被认为是由翅膀急速振动产生的。小聂利的这项发现如果成立，就会推翻一项生物界的定论，而她本人也必然被记入史册。
蜜蜂究竟是不是由“双翅根部下的两个小黑点”来发声，我们且留待后面详说。毕竟大多数昆虫——比如蚂蚁——都是低调的沉默者，而许多声音嘹亮的鸣虫——例如蟋蟀和蝉，单凭振动翅膀是无法那般聒噪吵闹的。
我们先介绍几种昆虫常见的发声方式吧。
蝉——膜振发声
昆虫界最能鸣叫的能手，绝对非蝉莫属。夏天的鸣蝉声音极为嘹亮，有些大型蝉的叫声可以达到130分贝，比火车呼啸而过的声音还要响亮，简直是不折不扣的噪声。
无论我们听到的蝉声有多么吵闹，但“知了——知了——”的叫声在雌蝉听来却是相当的悦耳。雄蝉之所以要叫得这么响，完全是因为要尽可能地吸引更多的雌性，以此来繁衍后代。
这种与它们体形不相匹配的巨大鸣声不是从口中发出，也不是从翅上发出，而是从腹部发出来的。雄蝉腹部两侧，各有一个大而圆的音盖，下面生有像鼓皮似的发音膜。发音膜内壁肌肉收缩引起膜振动，蝉就发出声来了。蝉腹部还有一个中空的共鸣器，犹如小提琴上的共鸣箱，将发音膜振动时发出的声音放大许多倍，这就有了震耳欲聋的“知了”声。
蟋蟀——摩擦发声
另一种久负盛名的鸣虫就是蟋蟀。宁静的夏夜，蟋蟀的声音非常好听，犹如交织了月光的田园曲（真是比蝉声好听多了）。
与蝉靠膜振动发声不同，蟋蟀的发音器的基本原理是“摩擦”。
在蟋蟀的左右两翅上，分别有一个音锉和一个摩擦器。蟋蟀鸣叫时，总是右复翅盖在左复翅之上，然后不停地张开又闭合，这样右翅上的音锉，便与左翅上的摩擦器产生摩擦，犹如小提琴的琴弓拉在琴弦上一样。摩擦有轻有重，有断有续，这样便会演奏出优美的旋律来。
与蟋蟀类似的昆虫，如纺织娘、蝗虫等，也是靠摩擦来发声的。
振翅发声
更多的昆虫没有如蝉或蟋蟀那样完美的发声器，它们如果非要搞出点动静来，就只能通过扇动薄膜般的翅膀来发出“嗡嗡”的声音。例如让我们讨厌的苍蝇和蚊子就是这样发声的。
据报道，家蝇翅的振动频率为147~200赫兹，刚好处在我们能够听到的范围之内。而蝴蝶每秒扇动翅膀的次数不超过13次，就发不出声音来了。
蜜蜂靠翅膀发声吗？
监利县小学生聂利曾挑战权威论断，通过反复实验提出：“蜜蜂不是靠翅膀振动发声，它们有自己的发音器官。”
小聂利的根据是这样的，她做了一个试验：无论把蜜蜂的翅膀粘在木板上还是直接剪去蜜蜂的翅膀，蜜蜂仍是嗡嗡直叫。细心的小聂利经过多次观察与思考后，用放大镜仔细查找，终于在蜜蜂双翅的根部发现了两粒比油菜子还小的黑点，蜜蜂鸣叫时，小黑点上下鼓动。如用大头针捅破小黑点，蜜蜂就不发声了。
由此，小聂利得出一个结论：蜜蜂靠胸前的小黑点发声。
消息传开，大家都惊叹了。一个生物界的常识，是不是要被这个农家女孩推翻了呢？
现在问题的关键，就在于这一结论究竟可不可靠。
据专家说，“聂利实验”有明显的不足。首先，要了解蜜蜂是否有发声器官，必须涉及解剖等知识，仅凭一枚放大镜是无法看清楚所有问题的。同时，蜜蜂剪去翅膀后，它们的翅根仍然可以高速振动，只是这种振动肉眼看不到，但是能听到。
2009年，北京的另外两名中学生重复了聂利的实验。据他们观察，即使刺破蜜蜂胸前的小黑点，蜜蜂仍然可以发声。这与聂利的实验结果大相径庭。
据专家用显微镜观察，蜜蜂翅膀根部的小黑点不是发音器官，而是中胸侧板上突起的小骨片。小黑点上可着生肌肉，与蜜蜂的飞行有关。
如此看来，似乎蜜蜂的发声方式又要重新回到“振翅发声”的老路上了。
“聂利实验”告诉我们什么？
尽管“聂利实验”未能动摇百年来形成的共识，然而其积极意义不容忽视。这是因为，聂利同学有着积极探索的科学精神和严谨的科学态度。
据聂利同学说，她首先质疑了《十万个为什么》上“蜜蜂振翅发声”的权威观点，由此一步步展开实验，得出自己的结论。这种不迷信权威，有自己看法的探索精神就是非常难得的。
接下来，她又花费了一年时间，细心地对2000只蜜蜂进行反复实验，最终得出结论。据专家说，她的实验思路、操作步骤都是可行的，有一定的规范性。
要知道，人类历史上几乎所有伟大发现都是靠着积极探索的科学精神和严谨的科学态度获得的。无论结果如何，持之以恒，总会有丰厚的回报。爱迪生试验了1600多种材料才发明出电灯。这之前千余次失败，都被最后一次的成功所掩盖。可是没有前面千余次失败作为铺垫，也不会有最后一次成功。
聂利同学说，她要努力学习，争取进入大学，获得更好的研究条件，争取搞清楚蜜蜂发声的问题。我们祝福她成功。
同时，我们也是一样。科学精神，永远的座右铭。
（执笔安守军）
结束语
法布尔先生之所以能写出《昆虫记》这样的经典名著，是因为他对昆虫非常有感情。
他在故乡普罗旺斯买下了一块1公顷的荒地。虽然这片荒地满是石砾与野草，但是法布尔“拥有一片自己的小天地观察昆虫”的心愿终于达成。在这片被命名为“荒石园”的土地上，法布尔可以不受干扰地专心观察昆虫，并专心写作。
事实上，法布尔先生将“人文”和“科学”融会贯通的精神，让我们了解到科学原来并不是冷冰冰的数字和推论，它可以这么有人情味，可以这么诗意，可以这么引发人类心灵的共鸣。
带着深厚的感情去看那个神秘的昆虫世界，才能探究出别人从未观察到的那些细节，才能有新的发现。而当发现了别人所不知道的知识时，就犹如发现了新大陆一般，让人振奋。
这种靠自己努力去发现知识的满足感，绝不是从课堂上听讲得来的知识那样枯燥无味的。
科学，当然可以很有趣。
对“蜜蜂振翅发声”提出挑战的聂利，让我们看到小学生探索科学的勇气。即使是权威观点，也有推翻它的勇气和证实自己正确的耐心和细心。尽管小聂利的结论仍有不足，但是她的科学精神和研究方法却得到了专家的一致好评。
而这一切，也应当来自于小聂利对昆虫研究的热爱。
所以，科学不是一个遥不可及的梦想。只要热爱科学，只要坚持科学精神和科学态度，科学就在我们身边。
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