大多數人不會認為烏龜特別健談——甚至根本不會發出聲音。但今天發表在《自然通訊》上的研究表明,至少有 50 種龜類會發聲——並且一些先前被認為沉默的其他型別的冷血脊椎動物也會這樣做。這一發現具有更廣泛的意義,因為考慮到所研究物種的進化歷史。這些據稱沉默的物種都使用聲音進行交流這一事實,使研究人員能夠將發聲追溯到 4.07 億年前的共同脊椎動物祖先。
在研究之前,“這些物種中的大多數被認為是啞巴,”主要作者、蘇黎世大學進化生物學博士候選人加布裡埃爾·喬爾蓋維奇·科恩說。然而,根據新的發現,“烏龜發出的聲音與我們自己的聲音交流具有相同的進化起源。”
動物交流可以採取多種形式,包括視覺、觸覺和化學線索。但聲音訊號可能是脊椎動物之間最廣泛的交流方式。聲音交流可能包括非發聲產生的聲音——例如,響尾蛇的響尾、兔子的跺腳或蟋蟀的鳴叫——或發聲。
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發聲對科學家來說尤其有趣,因為它們在動物王國中非常重要。然而,聲音在化石記錄中不留痕跡,因此,尋求瞭解發聲的進化起源的研究人員必須使用當前物種的資料向後推斷。
2020 年,科學家比較了大約 1,800 種發聲和非發聲物種的系統發育,並估計聲音交流大約在 1 億到 2 億年前隨著夜間活動而出現。2020 年的論文還表明,這種交流形式在大多數主要的發聲脊椎動物類群(包括鳥類、青蛙和哺乳動物)中反覆且獨立地出現——這與喬爾蓋維奇·科恩及其同事的新工作的結論相反,後者表明這種行為並非單獨出現,而是可以追溯到共同祖先。在早期的研究中,烏龜沒有被歸類為發聲動物——新論文表明這是一個錯誤分類,並且似乎改變了 2020 年分析得出的結論。
為了傾聽烏龜秘密的發聲生活,喬爾蓋維奇·科恩訪問了五個國家的野生動物機構,在那裡他錄製了 53 個不同物種的聲音。除了 50 種主要是水生龜類外,他還檢查了肺魚、蚓螈(一種無肢兩棲動物)和楔齒蜥,一種進化上獨特的、紐西蘭特有的蜥蜴狀物種。
喬爾蓋維奇·科恩收集了每個物種至少 24 小時的影片和音訊記錄。為了捕捉動物可能面臨的廣泛社交情況,他記錄了它們在隔離和各種群體中的情況:僅雌性、僅雄性、混合性別夫婦和不同年齡的個體。收集錄音後,喬爾蓋維奇·科恩承擔了艱苦的任務,篩選了 1,000 多個小時的音訊。
他發現他記錄的每個物種都會發出某種聲音,包括嘎嘎聲、嗶嗶聲、咕嚕聲、噼啪聲、嘟嘟聲和噴鼻聲。許多物種都有不同的噪音庫,這些噪音庫會根據社交情況而變化。例如,南美木龜發出了驚人的 30 種不同的發聲。喬爾蓋維奇·科恩說,有些物種非常愛說話,而另一些物種“每 10 小時只發出 1 到 2 種聲音”。對於幾乎所有物種來說,這項研究代表著它們的發聲首次被記錄下來。
聽聽一些健談的南美河龜(Podocnemis expansa)在群體游泳時發出的聲音。 來源:Camila Ferrara
根據新研究中包含的龜類物種的進化歷史,研究人員計算出聲音交流的出現時間必須比之前認為的早 2 億年或更長時間。這些發現還表明,這種行為並非在不同的動物群體中獨立出現,而是在時間上得到了保留,可以追溯到至少 4.07 億年前的共同脊椎動物祖先。
維也納大學的進化生物學家特庫姆塞·菲奇審查了這項新研究,但沒有直接參與這項工作,他說這是一項“重要的貢獻,不僅因為首次分析了許多重要物種的發聲,而且因為它們得出了令人信服的論點”,即這種行為存在於早期的脊椎動物祖先中。
哥倫比亞大學的神經生物學家達西·凱利補充說:“重建行為的進化始終是一項艱鉅的任務,而聲音交流更是如此。”她沒有參與這項工作。她說,這篇論文令人興奮的原因之一是,它“為我們提供了更多的物種來研究,以便了解支援聲音交流的神經迴路的哪些部分是古老的,並在漫長的進化時期內得到保留,哪些是較新的。”
然而,亞利桑那大學的進化生物學家、2020 年研究的合著者約翰·維恩斯指出,喬爾蓋維奇·科恩及其同事並未證明他們記錄的烏龜和其他物種“實際上是在使用這些聲音相互交流”。他說,“這似乎是一個很大的遺漏。”
維恩斯補充說:“他們論文的一個主要重點似乎是重新分析我們的資料並得出不同的結論。”
喬爾蓋維奇·科恩承認,將不得不對單個物種進行後續研究,以探索其完整的發聲庫並確認這些聲音的含義。
不列顛哥倫比亞大學的動物學家艾琳·巴拉夫補充說,最終,這篇新論文是“一個很好的例子,說明有時你確實必須去實際觀察——或者更確切地說,是傾聽——而不是接受特定領域的標準。”她沒有參與這項工作。
新的發現觸動了巴拉夫的個人情感,她在紐西蘭長大。她回憶起從她的母親和其他熟悉這些動物的人那裡聽到過關於楔齒蜥發聲的事情。然而,在她的整個職業生涯中,她遇到了科學界“相當明確的宣告”,即楔齒蜥不會發聲。她指出,做出這些假設的研究人員都位於北半球,“並且從未想過要詢問研究野生種群的當地人”他們可能觀察到的情況。
巴拉夫說:“我真的很希望看到更多的人進行後續工作,將當地和土著的知識與仍然在這篇論文中被列為‘缺乏資料’的物種群體的潛在發聲聯絡起來。” “我認為如果我們開始更認真地思考我們應該傾聽誰的意見,那麼資料可能已經以某種形式存在了。”
