探秘海豚的第七感 – 瓶鼻海豚的電覺
探秘海豚的第七感 – 瓶鼻海豚的電覺
说到海豚，大部分人脑海中浮现的都是瓶鼻海豚可爱的形象。但你知道吗？它们可能拥有一项神奇的特异功能——电觉！
海豚也有"胡须"？
刚出生的海豚其实是有"胡须"的，就像小猫一样。只是随着年龄的增长，这些"胡须"就会脱落，留下吻部两侧各一排类似毛孔的触毛隐窝（vibrissal crypts）。这些小坑里面布满了神经，因此科学家们怀疑海豚或许可以通过这排触毛隐窝，感知到水中的微弱电场。
图一、刚出生瓶鼻海豚的嘴喙上胡须
什么是电觉？
电觉（electroreception），又叫电场感，简单来说就是感受到电场的能力，分为"主动性"和"被动性"。由于电流传导需要媒介，而对弱的电流而言，含有盐份等电解质的海水，是比空气更好的介质。这也是为什么拥有电觉的生物多是完全水生的动物，或是部分时间/某个生命阶段会在水中活动的半水生动物。
主动性电觉
目前所知，拥有主动性电觉的生物，包括硬骨鱼中的电鳗目 (Gymnotiformes) 以及非洲特有的象鼻鱼科 (Mormyridae) 的物种。它们就像是身上内建了迷你雷达一般，能够通过电器官 (electric organ) 释放电压小于 1 伏特的微弱电流，并且通过电场变化感受周围环境。此外，有一些鱼类能够产生小于 10 伏特的弱电流或是大于 50 伏特的强电流，例如生活在沿海泥地里的瞻星鱼科 (Uranoscopidae) ，它们虽然无法藉由感测电场中的扰动确定周遭物体的位置，进行主动电定位，但科学家推测，它们可以利用电流与同类进行交流或捕猎食物。这些生物根本就是现实版皮卡丘嘛！
被动性电觉
不同与皮卡丘主动出击的十万余伏特，科学家推测海豚的电觉是被动的，只能感知到一些微弱的生物电场，例如生物身上都会产生的直流电场、鱼类或甲壳类动物渗透压调节产生的离子流（ion flow）、肌肉活动产生的低频交流电等。
圣路易斯华盛顿大学研究员 Kyle Newton 等人在 2019 年的研究中指出，几乎所有非硬骨鱼类都有被动性电觉。不仅如此，一些硬骨鱼和两栖类生物也拥有被动性电觉。那么，跟海豚一样的哺乳类动物中，是否还有其他拥有被动性电觉的动物呢？答案是有的，例如卡通《飞哥与小佛》里受欢迎的角色，鸭嘴兽泰瑞，它的同类就是拥有电觉的哺乳类动物。难怪鸭嘴兽在卡通中化身成特务！
海底特务的第七感
除了视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉、回声定位 (echo-locating)，海豚拥有"第七感"，也就是被动性电觉，最先在水底泥地里觅食的盖亚那海豚 (Sotalia guianensis) 身上发现。
为了研究其他种类海豚的电觉，德国罗斯托克大学（University of Rostock）Tim Hüttner 领导的研究小组，分别用德国纽伦堡动物园的两只雌瓶鼻海豚 Dolly 和 Donna，进行了一连串有趣的电觉实验。他们设置可以在海豚吻部上方产生微弱电流的机台，电流会随机出现，而海豚必须在电流出现的 3 秒内离开机座，或是在未出现电流时待在机座长达 12 秒才算是正确反应。实验人员会依据它们的表现正确率，慢慢降低电场强度，以测试它们电觉的阈值，也就是电流出现时它们做出反应的正确率 50% 的电流强度。
实验发现，两只海豚对直流电的敏感度比对低频交流电来得好（低频交流电路比高频交流电路更趋近于直流电）。它们对直流电绝对阈值（5.5 & 2.4 μV cm−1）与盖亚那海豚（4.6 μV cm−1）相当，显示出相当惊人的敏感度。
图二、(A) 海豚需要将嘴喙置於顎台上，用喙尖触碰標靶，這確保海豚在試驗期間保持不動。上方設置視線遮布防止實驗人員無意提示。 (C) 電極位於觸鬚隱窩上方約 10 公分處。如果出現電流刺激，海豚會被訓練在 3 秒內離開裝置，弱無刺激，海豚保持靜止狀態至少 12 秒才為正確反應。(圖片來源：Hüttner et al. 2023.J. Exp. Biol.2023,226, jeb245845)
由于海豚的被动性电觉仅能感知到距离 3-7 公分内的电场，因此"距离"大概是瓶鼻海豚使用电觉的关键。平时在大洋中生存的瓶鼻海豚，主要还是依靠回声定位和视觉寻找猎物。科学家认为，当它们利用回声定位找到埋藏在泥沙里的猎物，并将嘴喙埋入沉积物中捕捉猎物时（crater-feeding or bottom-grubbing），海底的残响（reverberation）以及散射作用（scattering effects）可能导致海豚当下无法使用回声定位，这时电觉能够帮助它们像特务一样"看不到却抓得到"，在海底的泥地里近距离"探测"到躲在里面的鱼虾。
同时科学家也推测，海豚的电觉或许与它们在大洋中迁徙及定位的能力相关。过去国中理化课总会有个老师常问的问题："电生磁，磁生电到底哪哪个正确？"最后透过法拉第电磁感应定律我们可以知道，磁场的改变能够产生电流，而地球就像一个巨大的长条型磁铁。当海豚游动时，磁场改变所产生的微弱电流与电场，或许使得拥有电觉的它们，从出生开始，就能在茫茫大海中找到方向。