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成都生物所在安徽樹蛙廣告鳴叫各音節功能研究取得進展

文章來源:成都生物所 發表時間:2019-04-08

 對蛙類而言,有效鳴聲的產生對于種內信息傳遞至關重要,是蛙類成功繁殖和存活等生命活動的基礎。然而,在自然條件下蛙類在進行聲音通訊的過程中會受到強烈的背景噪聲干擾,這些噪音干擾可能會遮蔽蛙類發出的聲音信號,使得鳴聲信號的傳遞和識別都變得更加困難,進而對蛙類的語音通訊和繁殖活動等產生一系列不良影響;另外,蛙類鳴聲的產生是一個耗時和耗能過程,可能會增加被捕食的風險。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“最關鍵”的信息(如物種和個體等信息)進行高效編碼,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確地被接收者(雌性)感知;另一方面,雌性往往偏愛領銜鳴叫,不喜歡被重疊的鳴叫。據此,推測復雜聲音信號中的每個組成部分可能具有不同的特定功能和生物學意義,并且聲音信號的起始部分對種內通訊有著更為重要的作用,并具有獨特的聲學屬性。 

  為驗證這一假設,中國科學院成都生物研究所方光戰研究組與安徽大學張保衛教授研究組合作,以安徽樹蛙(Rhacophorus zhoukaiya)為對象,測量廣告鳴叫中不同音節的聲學參數,并基于相關性分析、多變量分析(如層次聚類分析、多維尺度分析、判別分析)和重復測量方差分析等方法,探究安徽樹蛙廣告鳴叫中各音節的功能及其在聲音通訊中的生物學意義差異。結果顯示:(1)安徽樹蛙廣告鳴叫的第一個音節單獨聚為一類而其他音節聚為另一類;(2)第一個音節的時頻特性提供了足夠的信息用于個體識別;(3)基頻在個體識別中起著更為重要作用。可見,第一個音節的時頻特性提供了足夠的信息用于種內個體識別,而且頻域特征參數占有主導作用。即第一個音節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,將自身的相關信息快速廣播出去,亦有利于雌性感知。 

  相關研究結果發表在期刊Bioacoustics上 (Fang et al., Bioacoustics, 2019, 28(2): 155-176). 

  原文鏈接

   

   

  (a)身處洞穴之中的雄性安徽樹蛙;(b)產于洞穴之中的卵泡;(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個音節對應的頻譜圖,其中主頻對應的能量最大,F1和F2分別為二次諧波和三次諧波。對安徽樹蛙而言,廣告鳴叫各音節的基頻與主頻相等。 

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