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在冷门领域为爱发电也快乐,985教授最新成果受关注!

人类音乐和语言的起源与演化,是《Science》杂志在2005年提出的125个最具挑战性的科学问题之一。

人类从哪里来?人类行为是如何演化的?这是非常令人着迷的问题。但在漫漫历史长河里,早期行为没能留下影像资料,而与行为直接相关的大脑则很难留下化石,因此研究人类的近亲灵长类动物就成了理解人类行为的最佳途径。

近日,中山大学生命科学学院范朋飞教授在知名生物学期刊《Current Biology》上发表的一篇论文,首次揭示了长臂猿雌雄“合唱”的配合机制,也为理解人类音乐的起源和演化提供了重要的数据和理论支撑。有趣的研究内容和结论引发了媒体和公众的广泛兴趣。

从读博士开始至今,范朋飞与这些迷人的动物打交道已经超过20年了。如果从发论文、评职称等功利的角度讲,这并不是一个“高性价比”的研究领域。但一路走来,范朋飞从未想过转行。他始终记得2005年,自己第一次被长臂猿接受那一刻,那种瞬间被击中的激动和喜悦,远胜于后来的任何荣誉。

首次发现:长臂猿“夫唱妇随”的秘密

长臂猿以其婉转悠扬的歌声而著称,其叫声持续时间之长,一次鸣唱可达10至20分钟。这种独特的叫声与其他动物有着明显差异,更接近于人类的歌唱,因此西方科学家将其称之为“歌”,而非形容其他动物吠叫的“叫”。

自2002年起,范朋飞开始对长臂猿进行研究,于2007年开始收集不同种类长臂猿的叫声录音。他们发现,长臂猿家庭中的“歌唱”行为主要分为三种情况:第一是雄性独自歌唱,雌性保持沉默;第二是雄性歌唱,雌性试图加入但未成功;第三是雌雄成功合唱。

成功的“夫唱妇随”过程为:雄性长臂猿率先高歌,随后雌性选择适时加入,形成多声部和谐共振,节奏愈发激昂,音速不断提升,包含着富有变化的音节。

然而,这种合作并非每次都能成功。有时,雌性长臂猿试图加入合唱却以失败告终,留下一段短暂而沮丧的呜呜声。

在最近的一篇论文中,范朋飞团队的研究对象包括13个东黑冠长臂猿家庭、5个海南长臂猿家庭和8个西黑冠长臂猿家庭。有趣的是,这些家庭都是一夫二妻制,成员包括一只成年雄性和两只成年雌性。与典型的一夫一妻家庭相比,一夫二妻制显然更为复杂。

范朋飞团队猜测,某些因素决定了合唱的成功或失败,然而,在面对大量录音素材时,他们并未找到很好的处理方法。直到2020年,一支德国团队提出了一种用于分析动物叫声节奏的新方法。

通过这种方法对大量数据进行分析后,该团队终于验证了之前的猜想:长臂猿能够通过调整叫声的等时性、速度和节奏型来更好地促使成年雌性与雄性合唱。

他们发现,雄性长臂猿的叫声中存在大量1:2的小整数节奏,以及1:1的等时节奏。这些有规律的节奏使其他个体更容易察觉到节奏点,从而顺利加入合唱。

在“琴瑟相谐”的东黑冠长臂猿和海南长臂猿家庭中,当雄性只想独自唱歌时,歌声通常没有明显的节奏感。但当它希望妻子加入时,就会迅速增加等时节奏的比例,形成一种类似于向雌性长臂猿抛出“橄榄枝”和邀请函的情景。

相比之下,雄性西黑冠长臂猿则表现得像个“铁憨憨”。它们的歌唱从头到尾都是一个调调,缺少节奏变化,导致雌性长臂猿无法确定何时加入,从而屡次导致合唱失败。

除了显得过于“直男”之外,范朋飞还分析了另外三个可能导致西黑冠长臂猿更容易合唱失败的原因。

首先,西黑冠长臂猿生活的海拔更高。它们主要栖息在无量山海拔1600米到2600米的区域,这里的食物资源相对较少,导致它们在觅食时常面临雌雄分离的情况。一旦相距超过30米,缺乏视觉信号辅助的雌性就难以成功与雄性合唱。

其次,西黑冠长臂猿在夜间休息时,两只雌性经常不会共同休息在一起,这导致第二天早上雄性鸣叫时,雌性由于相隔太远而难以成功合唱。

最后一种可能是,西黑冠长臂猿的叫声与另外两个物种有明显的区别,可能使雌雄的协调难度更高。

上述解释都需要进一步的研究验证。

那么,合唱失败是否会影响繁殖率呢?范朋飞的回答是“有可能”。因为合唱成功率越高,就证明配对的雌雄个体之间的空间距离相对更近一些。而且雌雄双方合唱成功的次数越多,说明它们之间的关系越好,或许正是通过这种方式向其他长臂猿传达着:“我们的关系非常好,你们可别想乘虚而入。

命定“猿”分:被长臂猿接纳那一刻,啃着苹果哭出来

研究长臂猿的鸣唱行为比一般人想象的更为困难。尽管使用自动录音机的方法相对简便,但却无法观察到与声音相对应的行为,并需要从各种声音中筛选出长臂猿的叫声。而靠近长臂猿进行行为观察和人工录音则需要对长臂猿进行“习惯化”,即让长臂猿能够接受研究人员的近距离观察。

2002年,范朋飞在入读中国科学院昆明动物研究所后,受导师安排前往无量山研究长臂猿。当时国内尚无人成功实现长臂猿的“习惯化”。这不仅因为长臂猿的移动速度极快,更因当时盗猎现象尚未完全绝迹,使得长臂猿对人类充满畏惧,一旦察觉到人的存在就会迅速逃遁。尽管国外已有人成功“习惯化”长臂猿,但相关文献中并未提供可供参考的详细信息。

听说这位外地的年轻研究员想要接近长臂猿,当地村民纷纷嘲笑他根本不可能成功:在山上,甚至连自家养的猪和羊都难以接近,更别说野生的长臂猿了。

范朋飞只能依靠着满腔热血进行“摸索”。最初,长臂猿一旦发现人的存在就会迅速逃跑,短暂的观察时间仅有几秒。历时近一年,范朋飞才获准进行较远距离的观察。然而,更近距离的接触却依然十分困难。

意想不到的转折点出现在2005年的一个冬日。由于山上的果实稀缺,长臂猿难以找到足够的食物。或许是出于不舍得放弃难得的食物,长臂猿允许了更长时间的近距离观察。当长臂猿进食时,范朋飞和研究团队静静地坐在一旁观察;然而,一旦长臂猿停止进食,它们会迅速移动以摆脱观察人员。这种状态持续了许多天。

直到某一天,范朋飞看到长臂猿沿着一处山坡疾跑,他跟了上去。最终,他累得爬不动了,坐在附近的山坡上休息。疲劳和沮丧感一同涌上心头,范朋飞从包里拿出一个苹果充饥,咬了一口。就在此时,他抬头一看,突然发现两只长臂猿就坐在他面前的一棵树上,距离不到10米。

范朋飞清晰地看到它们明亮的双眼,眼中透露出一些疑惑和好奇,但相比平时的惊恐,多了一分对他的接受。范朋飞不敢一直注视它们,生怕打破这珍贵的相处时刻。他慢慢低下头,透过眼角的余光看到两只长臂猿完全放松下来,开始互相理毛。范朋飞愣住了几秒,瞬间意识到,它们此时此刻真的“接纳”了自己。

他一边啃着苹果,一边眼泪涌出,情不自禁地流淌下来。

为爱发电:该有的都会拥有
从功利的视角看,动物行为生态和保护生物学研究是一个“性价比”比较低的领域:这些工作需要科研人员付出大量的时间和心血,承受野外工作的艰苦条件和种种磨砺。但在历经很长的研究周期后,可能只能发表一篇影响因子并不很高的论文。
范朋飞坦言,这篇发表在Current Biology上的论文,是他迄今在行为学方向受关注度最高的成果。而在这篇论文背后,是他从博士期间就开始收集的数据资料,是一年又一年披星戴月在山林间跋涉的辛苦,是与长臂猿在一次次接触中逐渐达成的默契,是团队中一届届学生间接力跑般的传承……
这个本科时就读市场营销专业的学生,凭借对野生动物的一腔热爱,跨专业考研来到中国科学院昆明动物研究所。从起点并不算高的职业平台出发,一步步稳扎稳打地做到了985高校的教授。20多年来,越来越多国内外同行认识了他和他的成果,并经由这些成果认识了中国美丽的长臂猿。
“反正我从没想过转行。”范朋飞笑着说。他挺满意这样的人生:只管做自己喜欢的事情,该有的职位、头衔、荣誉自然而然地也都有了。未来,他希望能通过自己的科研工作,让更多人了解长臂猿,爱上长臂猿,自发地保护长臂猿。他希望能为这些岌岌可危的野生动物做更多事情。
“我们这个领域发表文章很艰难,但论文被任何杂志接收的喜悦,都远远比不上我被长臂猿接受那一刻的激动和快乐。”说这句话时,范朋飞眼中好像闪烁着星星。