从鲸鱼歌声到狮子咆哮,许多动物能够将声音传至远方,以传递领地警告、求偶、联络或危险提示等信息。为何不同物种的叫声传播距离差异巨大,新南威尔士大学(UNSW)研究团队试图从演化驱动因素角度给出解释。
新研究发表于《哺乳动物进化杂志》(Journal of Mammalian Evolution)。研究人员整合了81篇既有研究论文的数据,追踪并比较全球103种哺乳动物的远距离叫声特征,涵盖狮子、蓝鲸、考拉以及人类等物种。研究显示,水下与陆地哺乳动物在远距离交流能力的演化驱动力上存在系统性差异。
论文第一作者、UNSW进化生态学家本·沃克(Ben Walker)表示,陆地哺乳动物的叫声传播距离主要与环境相关因素相联系;而在水生哺乳动物中,生物学因素,尤其是体型,是更关键的影响变量。研究据此指出,陆地物种的叫声更像是对环境压力的演化响应,水生物种则更像是对体型变化的演化反应。
在水下环境中,研究总结出相对清晰的规律:体型越大,叫声传播距离越远。研究提到,蓝鲸体重约150吨,在理想天气条件下其歌声可传播至1600公里;相比之下,体重约28公斤的水獭,其叫声传播距离约为1公里。
陆地物种的情况则更为复杂。研究发现,哺乳动物的活动范围大小(领地面积)是影响叫声传播距离的主要因素,同时栖息地类型、叫声目的以及物种社交性等也会显著改变传播距离。

研究举例称,领地警告类叫声通常比其他类型叫声传播得更远;而像大象这类社交性更强的物种,其交流距离也往往高于独居物种。
在栖息地类型方面,研究结果与研究团队的原先预期不同。沃克表示,生活在热带雨林等封闭环境中的哺乳动物,其叫声传播距离相对更远;而生活在稀树草原等开阔环境中的哺乳动物,叫声传播距离反而较短。
研究团队认为,这些发现对长期以来“环境因素是动物声音演化主要决定因素”的观点构成补充:陆地环境对叫声演化的影响更为多元,而水生哺乳动物则呈现出不同的演化规则。
研究同时讨论了人类活动与环境变化可能带来的影响。沃克提到,已有研究显示,人类引起的栖息地变化会影响动物行为,例如蝙蝠在音乐节期间减少使用回声定位,船只噪音会增加鲸类压力。基于本研究的规律,团队认为,栖息地结构变化可能改变陆地物种叫声的实际传播范围,从而带来潜在风险。
沃克以负鼠为例称,如果封闭栖息地被砍伐,叫声可能传播得比动物在原栖息地中“预期”的更远,进而增加暴露给捕食者的可能性。

在水下方面,研究提到既有研究显示,受人类捕鲸活动和环境影响,部分海洋哺乳动物出现发育受限、体型变化的现象。沃克指出,北大西洋右鲸自1981年以来最大体长减少了7.3%。鉴于研究发现水生哺乳动物体型与最大叫声传播距离存在联系,体型缩小可能伴随声音传播距离缩短,从而影响个体之间的联络效率。
除演化规律外,研究也被认为可为声学监测提供参考。沃克表示,相关数据与结论有助于从声学监测记录中推断动物可能距离、声音传播范围,以及是否记录到多只个体。
研究给出若干示例:狮子为社交动物,常发出领地警告叫声,活动范围超过5万英亩;若听到其领地叫声,可能意味着狮子在8公里范围内。考拉则多为独居,活动范围约2.5英亩;若听到其叫声,距离通常不超过150米。研究还提到,人类最响亮的叫声传播距离约为434米。
沃克表示,研究的灵感来自其在博茨瓦纳野外营地的经历:凌晨被狒狒叫声惊醒却无法判断来源位置。研究最终补充了两种狒狒的最大叫声传播距离数据:几内亚狒狒为1公里,黄狒狒为2.5公里,但其所在营地的查克玛狒狒仍缺乏相关数据。
研究团队指出,全球约有6500种哺乳动物,系统录制并量化所有物种的声音传播特征难度很高。沃克称,本次研究纳入的103种远距离哺乳动物叫声样本量,已相当于过去60年相关研究中现有数据的总和。团队希望该研究能推动更多数据采集,并在未来将研究范围扩展至其他动物类群,优先考虑鸟类。