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出品：科普中國(guó)

作者：武雨（中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所）

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

編者按：為解碼生命科學(xué)最新奧秘，科普中國(guó)前沿科技項(xiàng)目推出“生命新知”系列文章，從獨(dú)特的視角，解讀生命現(xiàn)象，揭示生物奧秘。讓我們深入生命世界，探索無(wú)限可能。

空曠的大草原上，有一群非洲象在行走。

這是極干旱地區(qū)，象群為了采食在進(jìn)行遷徙，它們遷徙的路線往往要穿過(guò)溪流、湖泊、沼澤等。

在行走的象群隊(duì)列中，帶頭的一般是雌象，成員中大多是它的雌性后代；雄象在象群中沒(méi)有位置，長(zhǎng)到15歲時(shí)就必須離開(kāi)象群，只有在交配期間才會(huì)回到象群中。象群行動(dòng)時(shí)要按照地位高低排序，無(wú)論吃喝、交配還是走路，都秩序井然。

在這份秩序的背后，是每個(gè)象群獨(dú)有的用于聯(lián)絡(luò)的聲音和氣味。大象通過(guò)發(fā)出不同的聲音，來(lái)給其他成員傳遞不同的信號(hào)，以達(dá)成群體的友好相處。

大象互相輕輕觸碰（問(wèn)候）

人類的語(yǔ)言擁有精巧的結(jié)構(gòu)，又復(fù)雜多變，它幫助人類建立了社會(huì)，使人成為了獨(dú)特的物種。人類語(yǔ)言系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)志就是使用“聲音標(biāo)簽”，也就是說(shuō)，獨(dú)特的聲音代表著一個(gè)物體或者個(gè)人，這種語(yǔ)音標(biāo)簽是通過(guò)后天學(xué)習(xí)得來(lái)的。包括名字在內(nèi)的大多數(shù)人類詞匯都是任意的：它們不是對(duì)所指事物發(fā)出的聲音的模仿，也不依賴于其物理屬性。

在動(dòng)物的交流系統(tǒng)中，大多數(shù)物種發(fā)出的聲音是對(duì)食物、捕食者或者其他生存需要的反應(yīng)，這種叫聲通常是天生的，鮮有類似于人類語(yǔ)言標(biāo)簽。少數(shù)能夠模仿新奇聲音的動(dòng)物，如我們所熟知的鸚鵡，它能夠像人一樣說(shuō)話，但也僅僅是一種對(duì)人類聲音的模仿，并不具有人類社會(huì)語(yǔ)言系統(tǒng)的“標(biāo)簽性質(zhì)”。

但是，自然界總有“意外”。最近的一項(xiàng)研究卻發(fā)現(xiàn)，除了普通交流外，大象還可以像人一樣進(jìn)行一些更“精準(zhǔn)”的交流，也就是互叫名字。

接下來(lái)，讓我們跟隨著科學(xué)家的思路來(lái)一起探究大象是如何精準(zhǔn)交流的：

科學(xué)家首先拿到了1986年至2022年在肯尼亞桑布魯和水牛泉國(guó)家保護(hù)區(qū)收集的野生非洲大草原大象的雌性后代的錄音，并利用了一個(gè)精準(zhǔn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)分析這些數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家分析數(shù)據(jù)的過(guò)程中提出了四個(gè)問(wèn)題，讓我們一起思考一下：

第一，這個(gè)“名字”是不是獨(dú)屬于一頭象的呢？

換成科學(xué)問(wèn)題就是，大象發(fā)出的聲音是不是針對(duì)于單個(gè)接收者的呢？研究者根據(jù)關(guān)聯(lián)性和年齡對(duì)象群的社會(huì)關(guān)系進(jìn)行了分類，并且只考慮呼叫者和接收者之間具有相同社會(huì)關(guān)系的呼叫。與具有相同呼叫者和不同接收者的呼叫相比，具有相同呼叫者和接收者的呼叫明顯更相似。這表明，大象的叫聲包含特定于單個(gè)接收者的信息（下方左圖）。

左圖：具有相同呼叫者和接收者的聲音明顯相似值更高；右圖：呼叫者的典型聲音與該接收者回應(yīng)發(fā)出的聲音的相似性分?jǐn)?shù)，與呼叫者的典型聲音與其他聲音的相似性分?jǐn)?shù)并無(wú)顯著差異

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)1）

第二，這個(gè)“名字”是不是模仿被叫的象發(fā)出的聲音呢？

換成科學(xué)問(wèn)題就是，這些聲音標(biāo)簽是不是模仿接收者的聲音呢？

如果大象通過(guò)模仿接收者的聲音來(lái)稱呼單個(gè)的接收者，那么這個(gè)聲音標(biāo)簽應(yīng)該比稱呼其他個(gè)體時(shí)，聽(tīng)起來(lái)更像接收者的聲音。研究者用接收者的聲音和呼叫者對(duì)其他象交流的聲音進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)59.7%不一致；接收者的呼叫與該呼叫者的典型聲音不太相似，也就是說(shuō)，這些聲音標(biāo)簽并不是模仿接收者的聲音（上方右圖）。

第三，是不是所有的象都用這個(gè)“名字”呼叫被叫的象呢？

換成科學(xué)問(wèn)題就是，不同的呼叫者是否能夠?yàn)楹艚型唤邮照吖蚕硗粋€(gè)聲音標(biāo)簽?zāi)兀?/span>

在人類和寬吻海豚中，不同的呼叫者通常對(duì)給定的接收者使用相同的聲音標(biāo)簽。為了確定大象是否也這樣做，研究者進(jìn)一步檢查了叫聲接近度得分。不同呼叫者對(duì)同一接收者發(fā)出的聲音明顯比不同呼叫者對(duì)不同接收者發(fā)出的聲音更相似（下方左圖）。

左圖：不同呼叫者對(duì)同一接收者發(fā)出的聲音明顯比不同呼叫者對(duì)不同接收者發(fā)出的聲音更相似；右圖：測(cè)試組在接收到回放時(shí)發(fā)出的聲音比對(duì)照組多

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)1）

第四，被叫的象知道別的象在叫自己?jiǎn)幔?/span>

換成科學(xué)問(wèn)題就是，接收者能識(shí)別聲音標(biāo)簽嗎？

為了確定大象是否能感知并回應(yīng)對(duì)其他象發(fā)出的聲音標(biāo)簽，研究者們比較了17頭野生大象對(duì)回放最初發(fā)給它們的聲音(測(cè)試組)的反應(yīng)與回放來(lái)自同一呼叫者的最初發(fā)給不同個(gè)體的聲音(對(duì)照組)的反應(yīng)。這些結(jié)果進(jìn)一步支持聲音標(biāo)簽的存在，受試者更快地接近說(shuō)話者并產(chǎn)生更多發(fā)聲，以響應(yīng)測(cè)試組聲音而不是對(duì)照組聲音（上方右圖）。

在語(yǔ)言學(xué)的研究中，科學(xué)家通過(guò)利用非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物研究的模型和方法來(lái)反觀人類語(yǔ)言的本質(zhì)。同時(shí)，從神經(jīng)生物角度證明了，言語(yǔ)在不同物種之間是成階梯狀連續(xù)分布的，人類是高級(jí)的語(yǔ)言能力學(xué)習(xí)者，有些物種處在語(yǔ)言學(xué)習(xí)的初級(jí)階段。也許，語(yǔ)言并不是人類獨(dú)有的。

而大象“喊出的名字里”，就可能蘊(yùn)藏著人類社會(huì)語(yǔ)言形成與進(jìn)化的奧秘。

參考文獻(xiàn)：

1. Pardo, M. A., Fristrup, K., Lolchuragi, D. S., Poole, J. H., Granli, P., Moss, C., Douglas-Hamilton, I., & Wittemyer, G. (2024). African elephants address one another with individually specific name-like calls. Nature ecology & evolution, 10.1038/s41559-024-02420-w. Advance online publication.

2. Clemins, P. J., Johnson, M. T., Leong, K. M., & Savage, A. (2005). Automatic classification and speaker identification of African elephant (Loxodonta africana) vocalizations. The Journal of the Acoustical Society of America, 117(2), 956–963.

3. Soltis, J., Leong, K., & Savage, A. (2005). African elephant vocal communication II: Rumble variation reflects the individual identity and emotional state of callers. Animal Behaviour, 70(3), 589–599.

4. Wittemyer, G., Douglas-Hamilton, I., & Getz, W. M. (2005). The socioecology of elephants: Analysis of the processes creating multitiered social structures. Animal Behaviour, 69(6), 1357–1371.

5. Jarvis, Erich D.. “Evolution of vocal learning and spoken language.” Science 366 (2019): 50 - 54.

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