然而,在自然條件下蛙類在進(jìn)行聲音通訊的過程中會受到強(qiáng)烈的背景噪聲干擾,這些噪音干擾可能會遮蔽蛙類發(fā)出的聲音信號,使得鳴聲信號的傳遞和識別都變得更加困難,進(jìn)而對蛙類的語音通訊和繁殖活動(dòng)等產(chǎn)生一系列不良影響;另外,蛙類鳴聲的產(chǎn)生是一個(gè)耗時(shí)和耗能過程,可能會增加被捕食的風(fēng)險(xiǎn)。因此在蛙類的繁殖求偶期間,選擇性壓力迫使其用鳴聲特定的組成部分對“最關(guān)鍵”的信息(如物種和個(gè)體等信息)進(jìn)行高效編碼,以確保這些重要信息能夠在不被干擾或少被干擾的情況下準(zhǔn)確地被接收者(雌性)感知;另一方面,雌性往往偏愛領(lǐng)銜鳴叫,不喜歡被重疊的鳴叫。據(jù)此,推測復(fù)雜聲音信號中的每個(gè)組成部分可能具有不同的特定功能和生物學(xué)意義,并且聲音信號的起始部分對種內(nèi)通訊有著更為重要的作用,并具有獨(dú)特的聲學(xué)屬性。 為驗(yàn)證這一假設(shè),中國科學(xué)院成都生物研究所方光戰(zhàn)研究組與安徽大學(xué)張保衛(wèi)教授研究組合作,以安徽樹蛙(Rhacophorus zhoukaiya)為對象,測量廣告鳴叫中不同音節(jié)的聲學(xué)參數(shù),并基于相關(guān)性分析、多變量分析(如層次聚類分析、多維尺度分析、判別分析)和重復(fù)測量方差分析等方法,探究安徽樹蛙廣告鳴叫中各音節(jié)的功能及其在聲音通訊中的生物學(xué)意義差異。結(jié)果顯示:(1)安徽樹蛙廣告鳴叫的第一個(gè)音節(jié)單獨(dú)聚為一類而其他音節(jié)聚為另一類;(2)第一個(gè)音節(jié)的時(shí)頻特性提供了足夠的信息用于個(gè)體識別;(3)基頻在個(gè)體識別中起著更為重要作用??梢?,第一個(gè)音節(jié)的時(shí)頻特性提供了足夠的信息用于種內(nèi)個(gè)體識別,而且頻域特征參數(shù)占有主導(dǎo)作用。即第一個(gè)音節(jié)編碼著雄性最為重要的信息,這樣的編碼策略有助于雄性在盡量少被干擾的情況下,將自身的相關(guān)信息快速廣播出去,亦有利于雌性感知。
相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在期刊Bioacoustics上 (Fang et al., Bioacoustics, 2019, 28(2): 155-176).
?。╝)身處洞穴之中的雄性安徽樹蛙;(b)產(chǎn)于洞穴之中的卵泡;(c)雄性安徽樹蛙廣告鳴叫的語圖,其中最低頻率(約1600 Hz)被定義為基頻;(d)圖(c)中第5個(gè)音節(jié)對應(yīng)的頻譜圖,其中主頻對應(yīng)的能量最大,F(xiàn)1和F2分別為二次諧波和三次諧波。對安徽樹蛙而言,廣告鳴叫各音節(jié)的基頻與主頻相等。
