马儿嘶鸣为何高亢？探秘“双声部”发声原理

在中文语境中，“嘶鸣”是描述马儿叫声的专属词汇，这种声音既有低沉的隆隆吼声，又夹杂着尖锐的嘶叫声。这种独特的叫声长期以来让生物学家感到困惑：体型如此庞大的马匹，为何能发出如此尖锐的高频声响？而这两种截然不同的声调又是如何同时产生的呢？

2月23日，《当代生物学》期刊发表的一项研究首次揭示了其中的奥秘。由瑞士、奥地利等多国科学家组成的研究团队发现，马嘶鸣声中的高频成分并非来自我们通常认为的声带振动，而是由空气高速流过喉部狭窄通道产生的“哨声”。

长期以来，科学界普遍认为哺乳动物发声遵循“声学异速生长”规律，即发声器官的大小与体型成正比，因此大型动物通常发出低沉的声音。按照这个模型，体重约500公斤的马，其发声频率本应低于100赫兹。然而，马的嘶鸣声中，高频部分可以轻松超过1000赫兹，这显然无法用传统的声带振动理论来解释。

新的研究提出了一个截然不同的观点：马的嘶鸣是一种“双声部”发声，即同时由两种独立的机制产生声音。当我们听到马嘶时，其实是听到了两个声音：一个是由传统声带振动产生的、符合其庞大体型的低沉基频，另一个则是由喉部特殊结构“吹”出的高频“口哨”。

为了验证这一假设，研究团队首先利用离体的马喉进行了实验。他们分别向其中吹入普通空气和密度更小的氦气。如果马儿是依靠声带等物理组织振动发声，那么改变气体密度不会影响其振动频率，喉咙发出的音调也就不会改变。但如果是像吹口哨一样的气体共振发声，声音在氦气中传播速度更快，音调就会显著升高。

实验结果显示，马喉产生的低频声在两种气体中保持稳定，而高频声在氦气中则急剧升高，这证明“哨声”不是由声带振动产生的。

接着，研究团队利用CT扫描技术对马的喉部进行三维成像，扫描发现了一些可能形成“口哨”的特殊解剖结构。研究团队通过内窥镜实时记录发现，在嘶鸣开始时，马的喉部会先收缩形成一个狭窄的缝隙并产生高频哨声，随后声带才开始振动，加入低沉的声音，最终形成高低音混合的完整嘶鸣。

论文作者指出，这种“双声道”发声机制可能是在进化中形成的独特生存策略，使马能通过一个声音同时传递多种信息。例如，低沉的频率可以反映其体型和力量等静态信息，而高亢的哨声则可以动态地传递兴奋、警告等情绪状态，二者互不干扰。这种复杂的信号系统对于马这种社会性动物的远距离沟通和群体协调至关重要。

参考文献：

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.