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猫科豹属一共包括5种动物：老虎、狮子、美洲虎（也叫美洲豹）、豹和雪豹。这5种动物都属于大型猫科动物，它们的体型大小、花纹、生活习性以及分布地区等均有不同。除此之外，在发声方面，这5种大型猫科动物还有一个明显的区别：老虎、狮子、美洲虎和豹，都可以发出咆哮声（可以简单地理解为大声地吼叫），而雪豹却不能咆哮，这是为何呢？ 图：咆哮的雄狮。 声带结构是决定猫科动物能不能咆哮的一个重要因素一直以来，很多人会认为一种动物能不能咆哮是由它们的体型大小决定的，即体型越大的动物，它们就越能咆哮，体型越小的动物，就不擅长咆哮或不能咆哮。其实，一种动物能不能咆哮和它们的体型没有必然关系。比如，猎豹、美洲狮都是体型较大的猫科动物，但它们却不能咆哮；豹子最小的亚种阿拉伯豹体型比美洲狮还小，但却能和其他豹亚种一样咆哮。 就像男人的声音粗而低，女人的声音细而高一样，决定动物能不能发出咆哮的，其中很重要的一点是它们的声带结构。 图：豹。 为何老虎、狮子、美洲虎和豹可以咆哮？在能咆哮的4种大型猫科动物中，相信大家普遍对老虎和狮子的咆哮声印象深刻。无论是老虎在深山中咆哮，还是狮子在草原上咆哮，它们发出的声音可谓是震耳欲聋，能够传播几千米远，极具震撼力。狮子和老虎也早已知道自己发出的咆哮声可以威慑其他动物，因此它们常常利用咆哮声来宣示领地的主权以及自己的地位，或者驱赶其他动物。狮子和老虎之所人被人们誉为百兽之王，部分原因就在于它们的咆哮声。 图：老虎在打斗中通过咆哮威慑对方。 下面，我们就以老虎和狮子为例分析为何有些大型猫科动物可以咆哮。 为了研究狮子和老虎的声带结构，美国的科学家从动物园中死亡的多只狮子和老虎体内取出其声带，进行一些物理和化学分析。这些狮子和老虎均为因患上难以治愈的疾病而痛苦不堪，被动物园出于人道考虑而实施安乐死的，年龄大多在15岁以上。 结果发现，老虎和狮子的声带都很大：从上到下大约2.5厘米高，左右约2.5厘米厚，前后约4厘米长，从喉部突出进入气管上方的气道。在大多数动物中，声带与气道两侧会形成三角形，但在狮子和老虎这里则形成方形。 经过对声带的组织进行化学分析，科学家发现狮子和老虎的声带中都含有大量脂肪。这些脂肪位于声带韧带的深处，有助于使声带呈扁平的方形。这种声带结构更容易对通过的气流做出反应，进而在较低的肺压下发出更大的吼声。 图：狮子的颅骨、舌骨等示意图。 当空气通过声带发出声音时，声带会同时进行左右和上下震动，并被拉伸。为了测定狮子和老虎韧带的韧性，科学家将取出的声带连接到特制的杠杆和圆盘上，然后测量声带组织被拉伸时所能承受的力以及拉伸的距离，再根据所得的数据推测狮子和老虎咆哮时声带振动的频率。结果发现，狮子和老虎声带振动频率为每秒10到430次，这和以往科学家实际测得的数据相差不大。 科学家认为，狮子和老虎咆哮时声带振动的频率是由声带的物理特性决定的，而不是大脑的神经冲动决定的。体型较大的狮子或老虎其咆哮声可能会更大，这是因为它们可以更有效地把肺部压力转化为声能。
分析了狮子、老虎为什么能够咆哮，我们也就能了解美洲虎和豹为何也能咆哮了，因为它们的声带及其他发声器官具有类似的结构。 那么，为何雪豹不能咆哮？雪豹之所以不能咆哮，其一是因为其声带结构与其他4种豹属动物有所不同。科学家通过解剖实验发现，老虎、狮子、美洲虎和豹子的声带中，含有大量的弹性组织，对其发出咆哮声有所帮助，而雪豹声带中的弹性组织相对少一点。 除此之外，雪豹舌骨的结构也与其他4种豹属动物有所不同。舌骨是舌中的骨头，起到支撑舌头和喉部的作用，是声音产生系统的一个核心。哺乳动物的舌骨解剖结构总体上比较一致，但其骨化程度却有所变化。这种变化会导致猫科动物的发声有所不同：具有韧带性舌骨的猫科动物可以发出咆哮声，而具有骨化舌骨的动物则不能发出咆哮声。老虎、狮子、美洲虎和豹子的舌骨均为韧带性舌骨，雪豹的舌骨则为骨化舌骨。 这些区别最终导致雪豹不能像其他4种豹属动物那样发出咆哮声，它们只能发出咕噜声、喵喵声、嘶嘶声、呻吟声和嚎叫声等。有时雪豹会发出接近咆哮的声音，在空旷的山区同样会显得有震撼力，但严格来讲那种声音终究算不上咆哮，而是嚎叫。 与雪豹相对比，美洲狮、猎豹的舌骨骨化程度更高，因此美洲狮和猎豹虽然看上去体型较大，但同样不能咆哮。如果你听过猎豹或美洲狮的声音你就会发现，它们发出的很多叫声类似猫叫。 图：美洲狮。 在遗传方面，豹属的5种猫科动物有何关系？由于雪豹不能咆哮，有动物学家曾建议把雪豹单独归为一属，即雪豹属。事实上，经过对猫科动物的系统发育学研究，科学家发现老虎、狮子、美洲虎、豹和雪豹的亲缘关系彼此间较近，应归为一个属。 虽然雪豹的名字中含有“豹”字，但科学研究发现事实上雪豹与老虎的亲缘关系更近，有人称它们为“姊妹物种”。大约390万年前，老虎和雪豹的祖先开始分化，大约320万年前，老虎开始演化成独特的物种。狮子、美洲虎和豹子的关系最为密切，在430万到380万年前，它们的祖先开始分化，360万到250万年前，美洲虎演化出来，而狮子和豹子在310万到195万年前分化，而此时老虎已经出现了。 图：美洲虎，也叫美洲豹。 |
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