大漢身蘿莉音——動物界的「聲音騙子」

2021-01-21 中國科普博覽

看動漫的同學們都知道，聲優對於一部動漫作品十分重要，而聲優演員大多擁有一人分飾多角的能力。許多聲優演員能通過改變音色、聲調等方式，模仿不同人的聲音，男女聲音互換也是不在話下，常常能「騙」得我們直呼：聲優都是「怪物」。

△圖片來源：https://tse4-mm.cn.bing.net/th/id/OIP.kY-BUNMYRFsqnB2_OEtm8wHaEo?pid=Api&rs=1

事實上，不僅是人有改變聲音的能力，動物中也有很多「聲音騙子」。出於各種原因，它們常會發出與我們想像不同的聲音。動物界中的「聲音騙子」都有誰？它們又為何能發出各種超乎意料的聲音？

動物的叫聲通常符合型

為了搞明白這個問題，我們必須先了解一下聲音與什麼有關？

人對於聲音的感受，受到音色、音調、響度的影響。

音色是指發聲體的聲音品質，由發聲體本身的特徵決定。我們區分不同人的聲音，主要就是靠音色。

音調由發聲體的振動頻率決定，頻率越高，音調越高，也就是我們常說的聲音越「尖銳」。

響度是耳朵對聲音大小的主觀感受，與發聲體的振幅有關。振幅越大，響度越大，聲音所蘊含的能量就越大，聲音聽起來就越響亮。

科學家們發現，動物叫聲的音調與它們的體型大小相關。受到喉部和聲道解剖結構，以及骨骼結構的限制，體型越大的動物，發聲器官也越大，聲音的頻率越低，它們擁有低沉的轟鳴嗓門。而體型小的動物，一般發出的聲音音調較高，嗓音也更尖銳一些。這種現象被科學家們稱為「Acoustic allometry (聲異速生長)」。

與體型不相稱的叫聲

但是動物界似乎存在不少特例。一些動物發出的聲音常常與它們的體型不相當。例如，鯨魚是地球上體型最大的動物，但它們的聲音吱吱的叫聲，像老鼠一樣。小吉娃娃狗身軀嬌小，它們的叫聲卻像羅威納犬那樣深沉。

不是說發聲器官大小決定了聲音頻率麼？這些動物聲音與體型不相當，它們是怎麼做到的呢？

△圖片來源：修改自https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP.pe5KNb7NpQNbK_Bss8y6OwAAAA?pid=Api&rs=1

這裡就不得不回過頭嘮叨一下聲源濾波理論定義的兩類聲學特徵，基頻和共振頻率:

基頻對應聲道中聲帶的振動頻率，而共振頻率是反映哺乳動物聲道幾何結構的特殊共振，一個系統的共振頻率由系統的各個方面共同決定。比如吹笛子，我們通過手指改變空氣柱的長度，從而改變了系統的共振頻率，發出了不同的音高。

我們能讀出不同單詞，是依靠喉頭、舌頭等位置的改變，從而改變口腔內共鳴腔的結構，使共振頻率發生改變。

所以說，發聲器官大小隻影響基頻，而共振頻率主要依靠口腔內舌頭和喉頭的結構。相比於聲道，喉部受到周圍骨骼結構的限制小，所以發聲器官大小對共振頻率的影響不大。在這個基礎上，動物就有了改變共振頻率，進而改變叫聲，成為「聲音騙子」的潛力。

那麼，它們又是如何改變自己的叫聲的呢？

前面講了共振頻率與共振系統有關，即口腔內的結構。動物改變叫聲有兩種可能，一種是與它們口腔內部結構的改變有關，比如樹袋熊和吼猴，它們的喉部都有特別的腔體，能發出低沉的吼聲。還有一種可能是它們學會了通過改變舌頭的位置，來改變聲音。

它們比我們想的更聰明

很明顯，並非所有的動物都能「頓悟」自己可以通過改變共振頻率而改變自己的聲音，從而發出與自己體型不相當的聲音。像鸚鵡一樣，會模仿別人的聲音，也不是那麼容易的事情。

什麼樣的動物會脫穎而出，成為比其它動物更善於控制叫聲的「聲音騙子」呢？

為了尋找這個問題的答案，研究者Garcia和Ravignani對164個哺乳動物數據集中的異速偏差和聲音學習之間關聯性做了研究，對這些哺乳動物是否有異速偏差，是否具有學習能力進行了統計。結果顯示，那些經常「假裝」自己體型的動物通常是熟練的聲音學習者，不會「假裝」自己體型的動物也不會模仿聲音。研究者推測：「不誠實的信號」策略可能是學習聲音的第一步。

動物為什麼要偽裝自己的聲音呢？

偽裝聲音這種能力或許有助於動物的生存，掌握了學習新聲音的技能可能更受異性青睞。對於一些動物來說，好聽的叫聲無疑是吸引異性的工具。有研究表明，在特定物種中，聲調誇大與大體型雄性的性選擇有關，獅子會用低沉轟鳴的吼聲嚇退競爭者。同時，也有研究發現，一些海豹會模仿成功繁殖個體的叫聲。

偽裝聲音或者還與生存相關。比如，通過聲音騙過捕食者，使自己逃過一劫。最終，善於偽裝，懂得學習聲音的個體也更容易存活下來。

「聲音騙子」，其實也是一種生存的智慧。

參考文獻：

Maxime Garcia & Andrea Ravignani (2020) "Acoustic allometry and vocal learning in mammals." Biology Letters, doi: http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2020.0081

出品：科普中國

製作：Becky (中國科學院動物研究所)

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

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