鲨鱼听觉极限：野生黑鳍鲨可在250英尺外锁定声源

据ScienceDaily于2026年9月29日报道，佛罗里达大西洋大学（FAU）的科学家通过一项突破性野外实验，首次量化证明野生黑鳍鲨在开放海域中能探测到近250英尺（约74米）外的低频声音，并能够精准转向声源相反方向。这一发现改写了人类对鲨鱼听觉距离的认知，也为理解海洋捕食者的感知世界提供了全新视角。

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野外实验揭示鲨鱼听觉上限

长期以来，鲨鱼的听觉能力因实验限制而被低估。传统水箱实验中的回声和驻波会扭曲声音信号，而FAU团队选择在佛罗里达棕榈滩县清澈浅水区对自由游动的黑鳍鲨进行测试。研究人员使用无人机从40-50米高空实时追踪鲨鱼轨迹，同时通过水下扬声器播放特定频率的声音。研究结果发表在同行评议期刊《整合有机生物学》（Integrative Organismal Biology）上。

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实验设计：无人机与水下扬声器协同

测试期间，研究人员将水下扬声器锚定后随洋流漂离船体最远19米，以减少金属船壳对声音的干扰。他们播放了三组低频声音：100-200赫兹、200-400赫兹和400-800赫兹，并设置10千赫兹的对照声音——该频率远超出已知的鲨鱼听觉范围。实验目的并非引诱鲨鱼靠近，而是通过足够响亮的声压激发动物的惊跳反应。

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关键发现：74米外即能检测低频声音

校准水听器实时测量鲨鱼所在位置的声压级，结合无人机视频逐帧分析定位距离。结果显示，野生黑鳍鲨对三个低频段均表现出明显的回避转向，最大检测距离达到74米，远高于此前任何在自由游泳鲨鱼上测得的数据。对照的10千赫兹声音则未引起任何反应。超过70%的响应事件发生在声学远场区（即距离声源远于一个波长）。

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鲨鱼如何定位声源：粒子运动机制

“这一发现特别有趣，因为鲨鱼的响应发生在声学近场之外——那里的声音传播方式与靠近声源时不同。”研究通讯作者、FAU生物科学系教授斯蒂芬·卡吉乌拉（Stephen Kajiura）博士表示，“这表明鲨鱼即使在距声源相当远的地方也能检测与声音相关的粒子运动——这是我们此前无法在自由鲨鱼身上证明的。”

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鲨鱼听觉器官：无泳鳔依赖内耳结构

与多数硬骨鱼不同，鲨鱼没有充气泳鳔来帮助感受声压。它们主要依赖内耳中的一种特殊感觉结构——椭圆囊斑（macula neglecta），该结构可感知声音传播引起的水中粒子振动。这一解剖学差异使鲨鱼对低频声音尤为敏感。第一作者、硕士研究生卡罗琳·沙利文（Caroline Sullivan）指出：“在实验水箱中做听力实验就像进了镜子迷宫——声音反复弹壁产生混乱信号。这就是为何必须在海洋中做实验以获得自然反应。”

实验参数与响应数据对比

以下为实验关键数据汇总：

频率范围（赫兹）	是否引发响应	最大检测距离（米）	行为反应描述

---	---	---	---

100-200	是	74	快速转向远离声源

200-400	是	74	快速转向远离声源

400-800	是	74	快速转向远离声源

10,000（对照）	否	—	无可见反应

远场响应比例	>70%	—	在声学远场区发生

此外，研究发现鲨鱼对越低频率的声音越敏感，检测距离更远，所需声压级更低。

为何在野外而非水箱中实验？

沙利文进一步解释：“实验室水箱的封闭边界会导致声波反复反射，产生复杂且难以解读的信号。只有在开阔海洋中对野生鲨鱼进行测试，才能获得真正自然的响应。”卡吉乌拉补充道：“海洋是一个充满声音的环境，鲨鱼显然以我们刚刚开始理解的方式对其产生响应。下一个问题是它们的感知系统如何拾取并解释这些远处的声音。”

FAQ

Q1: 鲨鱼没有类似鱼鳔的结构，它们如何听到声音？

A1: 鲨鱼主要依赖内耳中的椭圆囊斑（macula neglecta）检测粒子运动。水中声音传播时会引起水分子振动，鲨鱼的听觉毛细胞可以直接感知这种粒子运动，从而获取声源信息，尤其在低频区域表现敏感。

Q2: 这项野外实验对保护鲨鱼有何实际意义？

A2: 了解鲨鱼的听觉范围和行为反应有助于研究船只噪音对海洋捕食者的影响，也可为设计更平和的声学驱逐装置（如避免鲨鱼靠近游泳者的设备）提供生理学依据，甚至可能减少渔业中的误捕。

展望：海洋声景与捕食者感知革命

这一研究为揭示鲨鱼如何利用远处的声学信息（如猎物或天敌发出的声音）铺平了道路。团队下一步计划探索鲨鱼嗅觉、视觉与听觉的整合机制。FAU团队的工作已获得科尔根基金会和全国海龟保护基金会资助，进一步实验将深入解析鲨鱼感知通道的协同关系，改写我们对海洋顶级捕食者生态认知的教科书。