
刺猬有一种隐藏的超声波能力,可能帮助它们躲避现代危险。该文章首发出自A-Z动物。
欧洲刺猬能听到高达85千赫的超声波,这远远超出人类的听力范围。
科学家创建了动物耳骨的3D模型,以展示它们的耳朵如何适应这些高频声音。
这项研究可能有助于创造一种方式,让汽车和园艺设备发出“超声波力场”,在碰撞前警告刺猬。
这项技术对人类和宠物是无声的,却能为刺猬提供避免现代机器伤害的机会。
欧洲刺猬(Erinaceus europaeus)天生具有一种历经千年仍有效的防御机制:它会蜷缩成一个紧实、带刺的球状,以保护自己腹部这一易受伤害的部分免遭天敌侵害。然而,在现代社会中,这种生物屏障却成了致命的弱点。虽然它能抵御传统天敌,却无法防范汽车、园艺机器人和修剪工具。
当受到威胁时,刺猬通常会冻结或蜷缩成球状,这种防御方式对汽车和园艺机械几乎毫无保护作用,还可能导致严重受伤。在一些局部种群中,每年有三分之一的刺猬因道路事故死亡。道路致死、栖息地退化、道路建设、城市开发以及其他人为压力共同导致欧洲西部刺猬在2024年被重新列为IUCN红色名录中的“近危”物种。
但一项由牛津大学研究人员于2026年3月主导并发表在《生物学信使》上的研究发现,欧洲刺猬能够听到高频超声波,这一发现可能为未来的保护工具提供启示。该研究由助理教授索菲·伦德·拉森(亲切地被称为“刺猬博士”)领衔,团队发现欧洲刺猬能够感知高频超声波。
研究人员对20只康复后的刺猬进行了无创性听觉脑干响应(ABR)测试,确认这些动物能听到最高达85千赫兹的频率。研究人员表示,下一步是测试是否可以开发出超声波驱避装置,以促使刺猬在与道路、机器人割草机或园艺剪草机等危险物品发生碰撞前主动远离。

欧洲刺猬正面临道路交通、栖息地丧失和农药的威胁。
©Petr Bonek/Shutterstock.com
这项研究不仅证实了刺猬能够听到超声波,研究人员还利用高分辨率微CT扫描,展示了刺猬的身体结构是如何适应这种能力的。研究人员对刺猬耳骨制作了详细的三维模型,以研究其听觉特性。他们发现中耳和内耳的结构特征与人类听觉范围之外的高频听力相符。
该团队对刺猬耳骨的三维建模显示,鼓膜与锤骨之间存在部分融合的关节。这种“刚性链”结构在蝙蝠等对超声敏感的动物中较为常见,能有效传递高频振动至动物的中耳。
通过绘制刺猬耳朵的解剖结构,研究人员发现了三个特定特征,这些特征使其能够感知超声波。
首先,扫描显示刺猬的镫骨非常小,是中耳骨中最小的一个。也称为“踏板”的这一骨结构极为微小、致密且轻便,其独特的结构使其能够快速振动,以处理高达85千赫兹的频率。

刺猬是杂食动物,会吃多种昆虫、蘑菇和水果。
其次,刺猬的耳蜗较为紧凑,内耳短而紧密盘绕。这种结构特别优化了对快速超声振动的处理,与人类通常听到的低频声波不同。
第三,刺猬在40千赫处具有峰值听觉敏感度——远超人类20千赫的极限,几乎达到狗类45千赫的范围。这表明刺猬可能能检测到超出正常人类听力的频率,因此研究人员认为,超声波未来可能在驱赶系统中发挥作用。
这些高频适应性很可能进化出来以检测昆虫发出的高音调声音,而昆虫正是刺猬的主要食物来源。它们也可能有助于母刺猬与幼崽之间进行私密的超声波交流,从而避免被大型捕食者听到。
研究人员发现刺猬的听觉敏感度为汽车和园艺行业制定新的安全标准提供了基础。由于刺猬的听觉敏感度远超人类和大多数宠物,超声波信号可以作为一种无声却有效的早期预警系统。在电动汽车或智能割草机上安装超声波发射器,能够在不干扰人类和宠物的情况下,向刺猬发出接近设备的警告。

刺猬是夜行性动物,这使得它们与车辆相撞的风险更加危险。
然而,研究团队的主要关注点是确保这种安全警示声在长时间内仍能有效发挥作用。如果持续播放超声波声音,刺猬可能会逐渐习惯并最终对其习以为常。该研究建议仅在机器运动或靠近动物时触发声音。这种有针对性的方法能够确保超声波警告始终保持效力,防止刺猬产生适应性。研究人员还在努力识别和优化特定的超声波模式,目标是找到能够持续促使刺猬逃离的频率,从而克服它们蜷缩成“刺球”的本能。
开发对刺猬安全的技术需要跨学科的方法。拉森博士目前正寻求合作伙伴共同资助并研发声学驱避装置。
这项研究不仅挽救了生命,还改变了我们对刺猬生物学的认知。目前的研究正在探索刺猬是否能用超声波低语与幼崽交流,或用来捕捉微小猎物。

刺猬背上有着数千根刺。
下一阶段将聚焦于行为实验,以识别能够可靠引发刺猬飞行反应的特定超声波模式。牛津大学、丹麦南方大学以及丹麦自然历史博物馆之间的合作,旨在构建一个工业界与科学界协同发展的未来。将这些研究成果融入实践,有助于汽车和园艺行业设计既对人类有效又对濒危刺猬安全的技术。
这项研究有助于弥合解剖学、行为学与工程学之间的鸿沟。通过将这些领域相结合,我们可以朝着构建一个刺猬能安全与现代机械共存的世界迈进。这种超声波“力场”或许最终能为这些带刺的幸存者在日益人类主导的世界中蓬勃发展提供真正机会。
