作者:李晨阳,陈雨涵 来源:科学网微信公众号 发布时间:2024/2/29 20:21:28
选择字号:
985教授最新成果受关注,在冷门领域为爱发电也快乐

 

人类音乐和语言的起源与演化,是Science杂志在2005年提出的125个最具挑战性的科学问题之一。

人类从哪里来?人类行为是如何演化的?这是非常令人着迷的问题。但在漫漫历史长河里,早期行为没能留下影像资料,而与行为直接相关的大脑则很难留下化石,因此研究人类的近亲灵长类动物就成了理解人类行为的最佳途径。

近日,中山大学生命科学学院范朋飞教授在知名生物学期刊Current Biology上发表的一篇论文,首次揭示了长臂猿雌雄“合唱”的配合机制,也为理解人类音乐的起源和演化提供了重要的数据和理论支撑。有趣的研究内容和结论,引发了媒体和公众的广泛兴趣。

从读博士开始至今,范朋飞与这些迷人的动物打交道已经超过20年了。如果从发论文、评职称等功利的角度讲,这并不是一个“高性价比”的研究领域。但一路走来,范朋飞从未想过转行。他始终记得2005年,自己第一次被长臂猿接受那一刻,那种瞬间被击中的激动和喜悦,远胜于后来的任何荣誉。

范朋飞

首次发现:长臂猿“夫唱妇随”的秘密

长臂猿是自然界的歌唱家,它们的叫声婉转悠扬,持续时间长,一次鸣唱可以持续10至20分钟。这种叫声与其他动物有明显区别,非常接近于人类的歌声,因此西方科学家将其叫声称为“song”,而不是形容其他动物吠叫的“call”。

范朋飞从2002年开始研究长臂猿,2007年开始收集不同种类长臂猿的叫声录音。他们发现,长臂猿家庭中的“歌唱”行为大致可分为3种情况:第一种是雄性独唱,雌性保持沉默;第二种是雄性唱,雌性尝试加入但失败;第三种是雌雄合唱成功。

成功的“夫唱妇随”是这样的:雄性长臂猿率先引吭高歌,然后雌性长臂猿择机加入合唱,几个声部和鸣共振,越来越兴奋,越来越快速,包含着变化丰富的音节。

但这种合作并不是每一次都能成功。有时候,雌性长臂猿加入合唱的尝试会以失败告终,只留下一段短短的、充满沮丧的呜呜声。

在最近这篇论文中,范朋飞团队的研究对象包括13个东黑冠长臂猿家庭、5 个海南长臂猿家庭和8个西黑冠长臂猿家庭。有趣的是这些家庭都是一夫二妻群,群体成员包括一只成年雄性和两只成年雌性。与典型的一夫一妻家庭群相比,一夫二妻群的配合显然要更加困难。

范朋飞团队猜想,一定有什么因素决定了合唱的成功或失败,但是面对大量录音素材,他们并没有很好的方法去处理。直到2020年,一个德国团队提出了一种可用于分析动物叫声节奏的新方法。

用这种方法对大量数据进行分析后,这个团队终于验证了之前的想法:长臂猿可以通过调整叫声节奏的等时性、速度和节奏型,以更好地促进成年雌性配合雄性形成合唱。

他们发现,雄性长臂猿的叫声里存在大量1:2小整数节奏,以及1:1等时节奏。这些有规律的节奏能让其他个体更容易感知到节奏的点在哪,从而顺利加入合唱。

东黑冠长臂猿(赵超摄)

海南长臂猿(范朋飞摄)

在“琴瑟相谐”的东黑冠长臂猿和海南长臂猿家庭中,当雄性只想独自唱歌时,歌声通常没什么明显的节奏感。但当它想让妻子加入时,就会快速增加等时节奏的比例,相当于给雌性长臂猿抛出了“橄榄枝”和邀请函。

西黑冠长臂猿(赵超摄)

相比之下,雄性西黑冠长臂猿则像个“铁憨憨”。他们的歌唱从头到尾都是一个调调,缺少节奏变化,使得雌性长臂猿不知道什么时候可以加入,屡屡合唱失败。

除了太过“直男”,范朋飞还分析了另外3个可能引起西黑冠长臂猿更容易合唱失败的原因。

首先是西黑冠长臂猿生活的海拔更高。它们主要生活在无量山海拔1600米到2600米的区域,这里的食物资源相对较少,为了觅食时常面临雌雄分开的情况。而一旦相距超过30米,缺乏视觉信号辅助的雌性很难跟雄性成功配合。

其次,西黑冠长臂猿过夜时,两只雌性经常不睡在一起,这就致使第二天早上雄性鸣叫的时候,雌性因为相隔太远而难以合唱成功。

最后一种可能则是,西黑冠长臂猿的叫声与另外两个物种有明显区别,可能让雌雄的配合难度更高。

上述解释都有待进一步的工作验证。

那么,合唱失败是否会影响繁殖率呢?范朋飞的回答是“有可能”。因为合唱成功率越高,就证明配对的雌雄个体之间空间距离相对会更近一些。而且雌雄双方合唱成功的次数越多,说明它们两个关系越好,它们或许正是通过这样的方式来告诉其他长臂猿——我们关系好得很,你可别想乘虚而入。

命定“猿”分:被长臂猿接纳那一刻,啃着苹果哭出来

研究长臂猿的鸣唱行为,远比一般人想象中更加困难。放置自动录音机的方法虽然简单,但是无法观察到与声音相对应的行为,而且需要像大海捞针一样从各种声音中筛选长臂猿的叫声。而靠近长臂猿进行行为观察和人工录音,需要对长臂猿进行“习惯化”,即让长臂猿能够接受研究人员的近距离观察。

2002年入学中国科学院昆明动物研究所后,范朋飞在导师安排下去无量山研究长臂猿。当时国内还没有人成功“习惯化”过长臂猿。这不仅是因为长臂猿的移动速度非常快,更因为那时盗猎现象还没有完全禁绝,所以长臂猿非常怕人,一看到人就跑。尽管国外有人曾经成功“习惯化”了长臂猿,但发表的文献中没有提供可参考的细节。

听说这个外地来的小伙子想要接近长臂猿,村民都笑他根本不可能成功:哪怕在山上养的猪和羊,不是自家的都难以靠近,更何况是野生的长臂猿呢?

范朋飞只能凭着一腔热血“瞎摸索”。最初长臂猿只要一发现人,就会马上逃跑,能看到它的时间仅有几秒。过了将近一年时间,范朋飞才被允许远距离地观察它们。但再接近就非常艰难了。

意想不到的转折点,发生在2005年的一个冬日。

冬天山上的果实很少,长臂猿很难找到食物。可能是舍不得放弃难得的食物,长臂猿允许对方近距离观察的时间得以延长。当长臂猿取食时,范朋飞和研究团队就安静地坐着看它们;但是当长臂猿结束取食,它们就会快速移动以摆脱观察人员。这种状态持续了很多天。

直到有一天,范朋飞看到长臂猿沿着一个山坡跑了,便紧跟上去。后来他实在爬不动了,就坐在旁边的山坡上休息。疲劳和沮丧感一起袭来,范朋飞从包里拿出一个苹果充饥,刚啃了一口,一抬头,突然发现两只长臂猿就坐在他面前的这棵树上,距离不到10米。

范朋飞清楚地看到它们清澈的双眼,眼神中有一丝疑惑和好奇,但是少了几分平时的恐惧。范朋飞不敢一直盯着它们,担心会破坏这难得的共处。他慢慢低下头,透过眼睛的余光看到两只长臂猿彻底放松下来,开始互相理毛。范朋飞愣了几秒,瞬间意识到,它们此时此刻是真的“接纳”自己了。

他一口一口地啃着苹果,眼泪不争气地流了下来。

为爱发电:该有的都会拥有

从功利的视角看,动物行为生态和保护生物学研究是一个“性价比”比较低的领域:这些工作需要科研人员付出大量的时间和心血,承受野外工作的艰苦条件和种种磨砺。但在历经很长的研究周期后,可能只能发表一篇影响因子并不很高的论文。

范朋飞坦言,这篇发表在Current Biology上的论文,是他迄今在行为学方向受关注度最高的成果。而在这篇论文背后,是他从博士期间就开始收集的数据资料,是一年又一年披星戴月在山林间跋涉的辛苦,是与长臂猿在一次次接触中逐渐达成的默契,是团队中一届届学生间接力跑般的传承……

这个本科时就读市场营销专业的学生,凭借对野生动物的一腔热爱,跨专业考研来到中国科学院昆明动物研究所。从起点并不算高的职业平台出发,一步步稳扎稳打地做到了985高校的教授。20多年来,越来越多国内外同行认识了他和他的成果,并经由这些成果认识了中国美丽的长臂猿。

“反正我从没想过转行。”范朋飞笑着说。他挺满意这样的人生:只管做自己喜欢的事情,该有的职位、头衔、荣誉自然而然地也都有了。未来,他希望能通过自己的科研工作,让更多人了解长臂猿,爱上长臂猿,自发地保护长臂猿。他希望能为这些岌岌可危的野生动物做更多事情。

“我们这个领域发表文章很艰难,但论文被任何杂志接收的喜悦,都远远比不上我被长臂猿接受那一刻的激动和快乐。”说这句话时,范朋飞眼中好像闪烁着星星。

相关论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.12.071

*本文图片均为受访者提供

 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
银河系发现巨大黑洞 史上最亮伽马射线暴来自一颗坍缩的恒星
中国天眼揭秘宇宙“随机烟花” 导师:年年审毕业论文,总有这些问题!
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文