摘要:野外观察显示,当面临不同捕食者时,草原犬鼠能发出结构各异的叫声,甚至可区分人类个体的衣着颜色与行走速度,这种通讯能力的复杂性远超其他啮齿类动物,为研究动物语义认知和语言起源提供了独特模型。
草原犬鼠是北美草原生态系统的关键物种,其复杂的报警叫声被认为是哺乳动物中最接近语言的通讯系统之一。
野外观察显示,当面临不同捕食者时,草原犬鼠能发出结构各异的叫声,甚至可区分人类个体的衣着颜色与行走速度,这种通讯能力的复杂性远超其他啮齿类动物,为研究动物语义认知和语言起源提供了独特模型。
根据现有研究表明,动物报警信号多为简单的类别区分,而草原犬鼠叫声中却包含了更多的细节信息,如捕食者体型、距离、威胁等级。
深入探究其叫声的产生机制与认知基础,不仅能丰富动物行为学理论,还可为人工智能自然语言处理提供生物启发。
国际上对草原犬鼠报警叫声的研究始于20世纪70年代,Slobodchikoff等首次发现其叫声可区分不同物种的捕食者。
现今随着声学分析技术的不断进步,研究者发现其叫声频谱参数与捕食者特征存在明确对应关系,例如2018年Clayton等报道,草原犬鼠面对郊狼时叫声的基频调制率与郊狼奔跑速度存在一定的相关。
国内相关研究起步较晚,主要集中于鸟类报警信号,对哺乳动物复杂通讯系统的研究较少,2022年王等对高原鼠兔的报警叫声进行了分析,但尚未涉及类似草原犬鼠的多维语义。
2022-2023年在科罗拉多州北部草原犬鼠自然保护区,不少学者开始了新的研究实验,该区域栖息着约200只黑尾草原犬鼠,主要捕食者包括郊狼、赤狐和红尾鹰。
采用目标动物取样法,选取3个家族群作为研究对象,使用无线电项圈标记个体,通过GPS追踪其活动范围。
使用麦克风与录音机采集报警叫声,在这次的实验中,设置 了4种模拟捕食者刺激:穿蓝色外套的人类,穿红色外套的人类,郊狼模型以及红尾鹰模型。
每种刺激重复5次,记录犬鼠的叫声反应及行为响应,其次向犬鼠播放某一类型的报警叫声,记录其警戒反应,当反应习惯化后,播放语义相近但有细微差异的叫声,观察去习惯化反应。
这次实验共采集有效报警叫声1286条,典型案例显示,面对穿身穿不同颜色外套的人类时,它们的叫声也会发生明显的变化,这种参数组合变化使同类个体能准确区分捕食者的衣着颜色与运动速度。
草原犬鼠通过 “参数组合编码” 方式实现多维语义表达,这种策略与人类语言的 “音位组合” 有相似之处,但仍属于基于联想学习的信号系统。
基频调制率等参数的协同变化,使有限的声学特征能编码大量捕食者信息,体现了动物通讯系统对环境压力的高效适应。
与鸟类简单的类别报警不同,草原犬鼠叫声中包含的细节信息可能与其社会结构有关,群居生活要求个体能快速传递精确威胁信息,以协调群体防御行为。
实验显示当叫声中缺失运动速度参数时,群体躲避的成功率出现了明显的降低,印证了细节编码的生存价值。
幼鼠的叫声学习能力表明,草原犬鼠的通讯系统兼具先天性与后天习得性,这种 “基因 - 文化” 协同进化模式,可能是复杂通讯系统形成的关键。
并且草原犬鼠报警叫声的复杂性依赖于稳定的社会结构,当群体规模小于5只时,叫声的语义准确性明显下降,表明社会互动对维持通讯系统的完整性至关重要。
这为草原犬鼠保护提供了新视角,除栖息地保护外,还应维持其群体规模与社会结构的稳定性,此外草原犬鼠对人类活动的叫声反应显示,它们能区分不同着装与行为模式的人类,这种认知能力可能源于长期与人类共存的进化压力。
未来可利用这一特性,开发基于声学信号的人兽冲突缓解技术,如播放特定叫声引导犬鼠避开危险区域。
本研究仅分析了4种类型的捕食者刺激,未来需扩展至更多自然捕食者及人为干扰源,如车辆、机械设备等,全面评估其语义编码能力。
从进化角度,可对比草原犬鼠与近缘物种的叫声结构,构建通讯系统的进化谱系,为探索语言起源提供更多的证据。
未来研究需在进化驱动力、跨物种通讯比较、神经行为耦合等方向深入探索,推动动物认知科学与语言进化研究的交叉发展。
来源:墨迷聊游戏