困惑:蟋蟀使用工具来提高它们的歌声

蟋蟀首次被证明能够创造和使用工具。这种昆虫可以通过改造过的叶子制造“挡板”来放大它们的交配叫声，使音量增加高达400%。克里斯·史密斯采访了娜塔莎·马特雷，她一直在调查……

娜塔莎:这些生物叫做树蟋蟀。它们大约有一厘米长，非常漂亮。我们大多数人从宠物店看到的蟋蟀看起来有点棕色，有点像蟑螂。树蟋蟀真的很漂亮:它们有半透明的翅膀，它们有长长的触角——那些绿色的小东西——世界各地都有树蟋蟀。我们正在研究的这些来自印度。

所有的树蟋蟀都有一件非常神奇的事情，那就是它们用歌声来吸引配偶。它们把共振的翅膀竖起来，相互摩擦，使它们产生振动，发出非常美妙的音调;那是你在夏夜能听到的声音。这些声音被雌性听到，它们可以用它们来区分自己物种的雄性和其他雄性，并找到雄性。这些树蟋蟀还有另一件神奇的事情，那就是它们会发出一种辅助声音，帮助它们发出比自己更大的声音。

克里斯:真的吗?他们是做什么的?

娜塔莎:他们制造一种叫挡板的东西。对树蟋蟀来说，挡板很简单，就是在树叶上挖一个洞，它们就在上面唱歌。它们把翅膀直接贴在这个洞上，从洞里唱歌，这让它们的声音更大。

克里斯-这是不是有点像你以前在好莱坞的片场看到人们拿着扩音器走来走去，那基本上是一个锥形的，末端被砍掉了，然后他们对着扩音器大喊大叫?它们是不是在做类似的事情，它们用叶子制造了一个放大器，让自己的声音更大?

娜塔莎:这有点相似。我将尽可能简单地解释物理原理。如果你能把翅膀想象成一块来回振动的板。每次板子向前移动，它的前面就会产生高压，后面就会产生低压，这就是声音的本质——压强的变化。但是会发生的是高压和低压会在板的边缘相遇，当它们相遇时它们会互相抵消。这就是我们所说的声音短路。

现在电路板越小，产生的声音就越短路。如果你能以某种方式阻止这两个，高压和低压相遇，那么你就能防止声短路。这就是当蟋蟀把自己放进叶子的洞里时发生的事情。实际上，机翼的前表面，在声学上与机翼的后表面是分离的，它们的声音会更大。

克里斯:蟋蟀一开始是怎么找到叶子和洞的?

娜塔莎-啊，这里面有一个大秘密。我们做的一件事是看看是否有不同的挡板设计。结果是，如果你对这个模型进行建模，你会发现一些挡板比其他挡板表现得更好。性能最好的挡板是用最大的叶子做成的，上面有一个翅膀大小的洞，放在叶子的正中央。

克里斯-对。下一个问题，假设这是最优方案有多少蟋蟀会选择这个方案?

娜塔莎-这要看情况。但是当我们做一个实验时，我们让19只蟋蟀在小叶子和大叶子之间做出选择，小叶子不能做一个很好的挡板，大叶子可以做一个很好的挡板，15只蟋蟀做了一个挡板，每只蟋蟀都在大叶子上做了一个挡板。它们在大叶子上做了一个挡板，上面有一个最佳大小的洞，它们离中心很近，所以所有的蟋蟀似乎都知道如何做一个最佳挡板。

Chris -现在，考虑到蟋蟀在夜间鸣叫，它们因此能够计算出叶子的大小，区分叶子的大小。然后算出叶子的大小并做出选择，然后算出中间的位置。他们到底是怎么做到的?

娜塔莎-是的，他们正在这么做。我们不知道。它们可能有不同的方式来做到这一点:一种是沿着叶子的边缘走，另一种是用它们非常漂亮的长触角去触摸叶子的边缘，看看叶子的边缘是否比其他叶子的边缘更远，并利用它们自己在叶子的中间。但是，说实话，答案是我们还不知道他们是怎么做到的。

克里斯-被困住的蟋蟀比没有被困住的蟋蟀声音大多少?换句话说，他们通过这样做获得了什么样的声音优势?

娜塔莎:一只蟋蟀在最佳挡板中的声音是一只蟋蟀单独发声的四倍。

克里斯:这完全改变了我们对昆虫的看法，不是吗?因为我们大多认为昆虫是一种愚蠢的自动机，但这里有非常简单的生物，它们根据自己的测量结果做出一系列决定，以达到一个结果，这真的很惊人。

娜塔莎:当然。长期以来，人们一直认为无脊椎动物是刻板的，而脊椎动物、哺乳动物、鸟类等都非常聪明。我们不得不改变这种看法。我认为真正震撼这一切的第一件事是当他们发现章鱼可以制造工具时。他们制造各种各样的工具。现在，如果你稍微想一下章鱼是软体动物，它和蜗牛是一样的。所以，我们不能再坚持认为无脊椎动物是更简单的动物。它们与我们不同，我们必须非常仔细地观察昆虫的行为，以便能够理解表面上看不出来的事情。