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鹦鹉独特的声纹可以帮助鸟类在群体中被识别无论它们说什么

开心的月饼 2023-10-08 08:54:00 生活常识

鹦鹉是非凡的健谈者。他们一生都可以学习新的声音,积累了几乎无限的声乐曲目。与此同时,鹦鹉会发出叫声,这样它们就可以被鸟群中的成员单独识别——这就提出了一个问题:它们的叫声如何变化很大,同时又具有独特的可识别性。

鹦鹉独特的声纹可以帮助鸟类在群体中被识别无论它们说什么

马克斯·普朗克动物行为研究所和巴塞罗那自然科学博物馆对僧侣鹦鹉进行的一项研究可能会给出答案:个体有一种独特的语气,称为声纹,与人类相似。在野生鹦鹉身上的这一发现提出了声纹也可能存在于其他声音灵活的物种中的可能性,例如海豚和蝙蝠。

“对于僧侣鹦鹉来说,拥有潜在的声纹是有道理的,”马克斯·普朗克研究所的西蒙·斯密尔(SimeonSmeele)说,他是《皇家学会开放科学》上发表的论文的第一作者。“对于动态改变叫声但仍需要在非常吵闹的鸟群中被识别的鸟类来说,这是一个优雅的解决方案。”

人类拥有复杂而灵活的发声能力,但我们仍然可以仅通过声音来识别对方。这是因为人类有声纹:我们的声道在我们所说的一切声音中留下了独特的签名。

其他群居动物也使用声音提示来被识别。例如,鸟类、蝙蝠和海豚的个体具有独特的“签名叫声”,使群体成员能够识别它们。但签名调用仅在一种调用类型中编码身份。迄今为止,几乎没有证据表明动物具有独特的特征,这些特征构成了个体发出的所有呼叫的基础。换句话说,几乎没有已知的动物有声纹。

这让马克斯·普朗克动物行为研究所的博士研究员斯米尔感到惊讶,他研究鹦鹉如何利用其特殊的发声能力在大群体中进行社交。和人类一样,鹦鹉也用舌头和嘴巴来调节叫声,这意味着“它们的咕噜声和尖叫声听起来比鸣禽干净的口哨更像人类,”他说。

此外,和人类一样,鹦鹉也生活在具有流动性的大群体中。“可能有数十只鸟同时发出声音,”他说。“他们需要一种方法来跟踪哪个人发出什么声音。”

斯米尔想知道,拥有正确的解剖结构以及适应复杂社会生活的需要的鹦鹉是否也进化出了声纹。为了找出答案,他前往巴塞罗那,那里有最多数量的野外有单独标记的鹦鹉。那里的僧侣鹦鹉具有入侵性,成群结队地涌入城市的公园,数量达数百只。

巴塞罗那自然科学博物馆(MuseudeCiènciesNaturalsdeBarcelona)运行的监测项目对长尾小鹦鹉进行了20年标记,迄今为止已对3000只鸟进行了单独识别,这对Smeele及其个人语音识别研究来说是一个福音。

Smeele和同事配备了猎枪式麦克风,记录了数百只个体的叫声,总共收集了5000多个声音,使其成为迄今为止对单独标记的野生鹦鹉进行的最大规模的研究。重要的是,斯米尔在两年内重新记录了同一个人的声音,这揭示了这些声音随着时间的推移有多稳定。

然后,他们使用一组模型来检测该物种发出的五种主要叫声类型中的每一种中个体的可识别性。令人惊讶的是,他们发现鸟类用来广播自己身份的所谓“联系叫声”存在很大的变异性。这推翻了长期以来的假设,即联系呼叫包含稳定的个体信号,并表明长尾小鹦鹉正在使用其他东西来进行个体识别。

为了测试声纹是否发挥作用,斯米尔求助于广泛用于人类语音识别的机器学习模型,该模型利用说话者的声音来检测说话者的身份。他们训练模型来识别单个鹦鹉的叫声,这些叫声在声音中被归类为“音调”。

一旦模型对一个人进行了训练,他们就会进行测试,看看该模型是否可以从一组不同的声音中检测到同一个人,这些声音被归类为“咆哮”。该模型的表现比偶然的预期要好三倍,提供了僧侣鹦鹉有声纹的证据,斯米尔说,“这可以让个体无论说什么都可以识别彼此”。

作者警告说,证据仍处于初步阶段。“在我们谈论真正的声纹之前,我们需要确认该模型在接受更多个体的更多数据训练时可以重复这个结果,并且鸟类也可以识别发声中的这种音色,”斯米尔说。

巴塞罗那团队将通过生态研究来补充未来的实验和分析,用GPS设备标记鹦鹉,以确定个体在漫游区域的重叠程度。

巴塞罗那自然科学博物馆的胡安·卡洛斯·塞纳尔说:“这可以让我们深入了解该物种区分不同个体叫声的非凡能力。”

斯米尔表示,如果事实证明和尚长尾小鹦鹉拥有真正的声纹,这将为鹦鹉如何同时拥有如此灵活的声音和社交能力的问题提供答案。其影响也将不仅仅限于鹦鹉:“我希望这一发现能够促进更多的工作来发现其他社会动物的声纹,这些动物可以灵活地改变它们的发声,例如海豚和蝙蝠,”他说。


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