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成都生物所在安徽树蛙广告鸣叫各音节功能研究取得进展

文章来源:成都生物所 发表时间:2019-04-08

 对蛙类而言,有效鸣声的产生对于种内信息传递至关重要,是蛙类成功繁殖和存活等生命活动的基础。然而,在自然条件下蛙类在进行声音通讯的过程中会受到强烈的背景噪声干扰,这些噪音干扰可能会遮蔽蛙类发出的声音信号,使得鸣声信号的传递和识别都变得更加困难,进而对蛙类的语音通讯和繁殖活动等产生一系列不良影响;另外,蛙类鸣声的产生是一个耗时和耗能过程,可能会增加被捕食的风险。因此在蛙类的繁殖求偶期间,选择性压力迫使其用鸣声特定的组成部分对“最关键”的信息(如物种和个体等信息)进行高效编码,以确保这些重要信息能够在不被干扰或少被干扰的情况下准确地被接收者(雌性)感知;另一方面,雌性往往偏爱领衔鸣叫,不喜欢被重叠的鸣叫。据此,推测复杂声音信号中的每个组成部分可能具有不同的特定功能和生物学意义,并且声音信号的起始部分对种内通讯有着更为重要的作用,并具有独特的声学属性。 

  为验证这一假设,中国科学院成都生物研究所方光战研究组与安徽大学张保卫教授研究组合作,以安徽树蛙(Rhacophorus zhoukaiya)为对象,测量广告鸣叫中不同音节的声学参数,并基于相关性分析、多变量分析(如层次聚类分析、多维尺度分析、判别分析)和重复测量方差分析等方法,探究安徽树蛙广告鸣叫中各音节的功能及其在声音通讯中的生物学意义差异。结果显示:(1)安徽树蛙广告鸣叫的第一个音节单独聚为一类而其他音节聚为另一类;(2)第一个音节的时频特性提供了足够的信息用于个体识别;(3)基频在个体识别中起着更为重要作用。可见,第一个音节的时频特性提供了足够的信息用于种内个体识别,而且频域特征参数占有主导作用。即第一个音节编码着雄性最为重要的信息,这样的编码策略有助于雄性在尽量少被干扰的情况下,将自身的相关信息快速广播出去,亦有利于雌性感知。 

  相关研究结果发表在期刊Bioacoustics上 (Fang et al., Bioacoustics, 2019, 28(2): 155-176). 

  原文链接

   

   

  (a)身处洞穴之中的雄性安徽树蛙;(b)产于洞穴之中的卵泡;(c)雄性安徽树蛙广告鸣叫的语图,其中最低频率(约1600 Hz)被定义为基频;(d)图(c)中第5个音节对应的频谱图,其中主频对应的能量最大,F1和F2分别为二次谐波和三次谐波。对安徽树蛙而言,广告鸣叫各音节的基频与主频相等。 

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