斑嘴环企鹅的叫声可能与人类的语言相去甚远。这些鸟类(也称为非洲企鹅)之所以获得这个昵称,并非因为它们的性格,而是因为它们发出类似驴子的嘶哑叫声。科学家们于 2 月 5 日在《生物学通讯》杂志上报道说,这些引人注目的发声遵循与人类语言相同的规则。与人类一样,斑嘴环企鹅通过比使用长声音更频繁地使用短声音,以及使用短声音来发出更长的叫声来有效地传达信息。
研究结果表明,沟通的某些要素可能在动物王国中广泛存在,剑桥大学研究动物发声沟通的动物学家 Arik Kershenbaum 说,他并未参与这项研究。“这些似乎是非常普遍的规律,”他说。“导致人类语言进化的过程与导致复杂企鹅交流(并非语言,但Nonetheless 却非常复杂)进化的过程相似。”
沟通系统必须在清晰度和简洁性之间取得平衡,才能有效地传达信息。语言学家发现,在他们研究过的每一种人类语言中,最常使用的词往往非常短——例如英语中的“the”和“and”。这个原则被称为齐夫定律(Zipf’s Law of Brevity)。一个词越复杂,用来构成它的声音就越简单;“magnificent”一词中的每个音节的持续时间都比构成“great”一词的单个音节短。这种趋势被称为门策拉特-阿尔特曼定律(Menzerath–Altmann Law)。
通常,动物用来交流的发声缺乏人类语言的许多特征,例如语义和句法。尽管如此,科学家们发现有证据表明,像猕猴和黑猩猩这样的非人类灵长类动物也遵循着一些支配人类语言的相同规则。在一项研究中,研究人员报道,生活在埃塞俄比亚高原上的狒狒一样的猴子—— geladas——使用较短的咕哝声来构建它们最长的发声序列。
然而,斑嘴环企鹅是第一个被研究人员识别出遵循门策拉特-阿尔特曼定律和齐夫定律(Zipf’s Law of Brevity)在其发声中的灵长类动物以外的动物。“有一个外部群体真的有助于传播这些语言规律作为脊椎动物交流中更普遍的模式的想法,”奥斯汀德克萨斯大学的 Morgan Gustison 说,他共同撰写了 gelada 的研究,并且没有参与企鹅的研究。
米兰大学的生物学家、新研究的合著者 Elena Fumagalli 表示,像企鹅这样的海鸟用来交流的发声可能非常复杂。斑嘴环企鹅生活在南部非洲沿海的大型嘈杂的群体中,雄性会发出“狂喜的展示歌”(负责其绰号的嘶哑噪音),以识别自己、保卫领地和吸引配偶。企鹅通过以不同的方式组合三种不同长度的音节来创作这些歌曲。
“非洲企鹅狂喜展示歌曲的复杂性让我们着迷。我们最初的指导问题是:为什么这些发声彼此之间如此不同,音节有长有短?” Fumagalli 在给《Popular Science》的电子邮件中说。“我们很高兴地发现,我们的交流系统与我们从进化角度来看相当遥远的动物的交流系统之间存在对应关系。”
她和她的团队在意大利的动物园里记录了 28 只非洲企鹅的 590 首歌曲。研究人员记录了鸟类在自然繁殖期的声音,以尽可能地模拟野外自然发生的情况。当他们分析歌曲时,他们发现鸟类最常使用最短的音节。歌曲越长,短音节的比例就越高。
研究结果表明,某些原则,如门策拉特-阿尔特曼定律和齐夫定律(Zipf’s Law of Brevity),代表了传达信息的最高效方式。
“要构建一个良好、复杂且可靠的交流系统,可供选择的方式并不多,”Kershenbaum 说。“这就是为什么我们在人类身上看到的,我们在灵长类动物身上看到了,我们在企鹅身上也看到了。”
然而,这些限制是否适用于其他类型的动物发声,还有待观察。“这是否也适用于海豚?它们甚至不使用离散的声音,只有这些连续变化的哨声?”Kershenbaum 说。此外,研究人员承认他们只考察了鸟类发声曲目中的一个子集,因此更广泛的评估可能会揭示新的理解。
Gustison 说,仅仅因为一种动物使用复杂的发声,并不意味着它会遵守这些规则。像斑胸草雀这样的鸣禽使用 elaborate 的曲调来吸引配偶,但它们倾向于遵循固定的模式。“在这种情况下,它们的序列实际上已经固化了,并且对个体来说非常独特,”她说。“在这些情况下,我们确实拥有这些看起来非常 elaborate 的信号,但它们不会遵循门策拉特-阿尔特曼定律,因为它们不灵活。”她怀疑齐夫定律(Zipf’s Law of Brevity)——倾向于频繁使用短声音——可能在动物发声中更为普遍。
未来,Fumagalli 和她的同事们希望调查除了斑嘴环企鹅以外的其他非灵长类动物是否也使用符合这些基本原则的交流系统。