本文來自微信公眾號： 環(huán)球科學科研圈 ，作者：環(huán)球科學科研圈
夏天，山林里的蟬鳴密得像一堵墻，18歲的楊同學在其中露營了4個小時。
當晚，他發(fā)現(xiàn)自己有點不對勁：鳥鳴聽不見了，手機提示音也變得模糊——那些細碎的高音，仿佛從世界里消失了。聽力檢查顯示，他遭遇了噪聲性高頻聽力損失。所幸就醫(yī)及時，經藥物治療后聽力基本恢復。
根據新華社的綜合報道，楊同學的遭遇并非孤例。近日，一位居住在杭州市的男性，因小區(qū)綠化茂密長期在蟬鳴聲中入睡，某日突然感到耳朵“發(fā)悶”，家人說話像從遠處傳來，被確診為同類型的高頻聽損。而另一位從事綠化作業(yè)12年的60歲園林工人則沒有楊同學的運氣——他被確診為噪聲性感音神經性聽力損失，已難以逆轉。接診醫(yī)生稱，每年夏季門診都會遇到數例此類患者。
實際上，已經有大量數據和案例證明，被當作夏季背景音的蟬鳴，可能會對聽力產生超出想象的破壞。
來源：網友
電鋸級噪聲
美國職業(yè)安全衛(wèi)生研究所（NIOSH）的測量數據顯示，單只蟬的鳴聲約為70分貝，群體合鳴可突破85分貝。2021年北美“17年蟬”大爆發(fā)期間，在蟬群密集的樹旁約1米處，平均聲音壓力等級接近100分貝，距離每增加一倍，聲級約下降6分貝。而吉尼斯世界紀錄認定的最響昆蟲——一種來自非洲的蟬Brevisana brevis，在距離半米處的平均聲音壓力等級高達106.7分貝，強度接近電鋸轟鳴。
但聲級本身并不等于風險。判斷噪聲造成的聽力風險必須綜合聲級、暴露時長、重復頻率、與聲源的距離及個體易感性。根據NIOSH發(fā)布的美國職業(yè)噪聲限制建議，人耳每天在85分貝下的安全暴露時間不應超過8小時；聲級每升高3分貝，安全時長就需要減半。不過，絕大多數噪聲性聽力損失源于長期重復暴露，單次超時暴露通常只造成暫時性改變。
當蟬鳴造成聽力損傷時，我們的耳內到底發(fā)生了什么？要知道，耳蝸內負責將聲波振動轉化為神經信號的毛細胞數量有限且不可再生。短時高強度噪聲可使毛細胞發(fā)生水腫等可逆改變，表現(xiàn)為耳悶、耳鳴、高頻聽力下降，通?？稍跀堤靸然謴?。文章開頭那名18歲的年輕患者很可能就是這種情況。但是，如果長期反復暴露在高分貝的蟬鳴噪聲下，毛細胞會凋亡壞死，導致永久性聽閾偏移。值得注意的是，《神經科學雜志》（Journal of Neuroscience）2009年的一項動物實驗顯示，即使聽閾完全恢復，毛細胞與聽神經之間的突觸連接也可能已永久丟失，造成“隱性聽力損失”。
此外，蟬鳴的聲波能量集中于3000～8000赫茲，而人耳道的共振特性恰好放大約4000赫茲附近的聲音，感知該頻段的毛細胞也最為脆弱。這解釋了為何噪聲性聽力損失幾乎總是從高頻開始。
因此，日常路過樹下聽到蟬鳴并無聽力風險，但連續(xù)數小時置身蟬群密集的林間，或如林業(yè)作業(yè)者般常年暴露，蟬鳴確實會成為一個需要防備的噪聲危害源。
是什么讓蟬越來越吵
鳴叫是雄蟬唯一的求偶信號。中國農業(yè)科學院植物保護研究所專家在接受媒體采訪時表示，持續(xù)高溫會使雄蟬鳴叫更頻繁、更響亮——這或可解釋今年蟬鳴為何格外喧鬧。而雄蟬自身不會被震聾：電生理研究發(fā)現(xiàn)，它開始鳴叫時會主動折疊自己的聽覺鼓膜，使聽覺閾值提高約20分貝。
此外，在氣候變化和厄爾尼諾的大背景下，越來越極端的夏季高溫可能也會加劇蟬帶來的噪聲污染。雄蟬的發(fā)聲器官是腹部兩側一對稱為鼓膜器（tymbal）的彈性膜結構。雄蟬依靠腹部內壁肌肉的強力收縮，以極高的頻率牽拉鼓膜，從而產生聲源。而鼓膜肌屬于溫度敏感肌肉，溫度越高，收縮越快、越有力。曾有研究發(fā)現(xiàn)，北美一種蟬的鳴聲強度高度依賴體內溫度，此外2003年發(fā)表于《生理昆蟲學》（Physiological Entomology）的研究首次證實，法國三種蟬鳴聲的聲功率與氣溫正相關，且氣溫需達到22~24攝氏度它們才開始鳴叫。
但有關證據并不一致。2019年一項對23個蟬類群227段錄音的分析發(fā)現(xiàn)，音節(jié)率與主頻均與溫度無關；對中國蟬種的野外錄音也顯示，同一雄蟬在上午低溫與午后高溫下的鳴聲特征并無差異。原因可能在于蟬會行為性調節(jié)體溫——通過曬太陽，它的體溫可比氣溫高出10攝氏度以上，未必會受氣溫影響。
相比“更響”，氣候變化更確鑿的影響是“更早、更久”。日本的長期觀測顯示，斑透翅蟬的初鳴日正逐年提前；美國康涅狄格大學的研究者預測，變暖將使周期蟬羽化提前，偶發(fā)的“提前出土”也會愈發(fā)常見。換言之，未來的夏天，蟬鳴未必更響，但幾乎必然更長。
對人而言，防護原則同樣明確：上午10時至下午4時蟬鳴最強，應避免在密林中長時間停留；需久留林間者可佩戴隔音耳塞；出現(xiàn)耳悶、耳鳴、聽不清高音時應立即離開噪聲環(huán)境，癥狀持續(xù)者盡快接受聽力檢測。噪聲性聽損的干預窗口很短，一旦毛細胞壞死，便再無恢復可能。
主要參考資料
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https://www.cdc.gov/niosh/bulletin/2021/cicada.html
https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/70619-loudest-insect
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9318802/
https://bio.acousti.ca/id/node/17212
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https://journals.biologists.com/jeb/article/187/1/45/6644/Auditory-threshold-change-in-singing-cicadas
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4988324/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10059082/
https://www.jneurosci.org/content/29/45/14077
https://link.springer.com/article/10.1007/BF02765558
https://doi.org/10.1111/j.1365-3032.2003.00345.x
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9892791/
https://cicadas.uconn.edu/climate-change-and-periodical-cicadas/
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