《Behavioural Processes》：Java sparrows can modulate vocalizations in response to different light wavelengths
编辑推荐：
本研究探讨了夜间不同光类型（蓝、黄、红、白）对 Java 鸡叫声和鸣叫的影响，发现鸣叫对光不敏感，而鸣叫在蓝光下显著变化，表明鸟类会调整行为以减少声学通讯干扰。
作者：薛德志|陈金宏|毕阳坤|张瑞秋|陈光|李东来|李辉|万东梅|保罗·雷西|尹江霞
中国辽宁省沈阳市辽宁大学生命科学学院动物资源与疫病预防重点实验室，邮编110036
摘要
鸟类的鸣叫在物种生存和生态适应中起着至关重要的作用，并且对环境变化非常敏感。随着城市化进程的加快，光污染日益严重，因此了解光污染对鸟类鸣叫的影响至关重要。我们研究了爪哇麻雀（Lonchura oryzivora）在不同光照类型（对照组、蓝光、黄光、红光和白光）下的叫声和鸣唱变化。研究发现，鸟类的鸣叫对不同光照类型非常敏感，这体现在夜间光照处理后叫声和鸣唱的多个参数发生了变化。总体而言，鸟类叫声在不同光波长下的参数调整较为有限。相比之下，鸣唱对蓝光的反应更为明显，表现为音节时长缩短、峰值频率升高、最低频率升高、最高频率升高以及带宽增加。这表明爪哇麻雀可能会通过调整行为来减少光污染对其声学交流的干扰。我们的研究结果为光污染对鸟类鸣叫的影响提供了有力证据，并强调了不同光照类型对鸟类叫声和鸣唱的不同影响，对于理解光污染加剧环境下鸟类行为的变化具有重要意义。
引言
鸟类的声学特征具有高度多样性，其中包含了重要的信息（Kumar, 2003）。与鸟类身体状况相关的信息（如体型、发育阶段和健康状况）主要体现在声学成分的变化中（Gil和Gahr, 2002）。鸟类的鸣叫通常被分为“鸣唱”和“叫声”两种类型（Furutani等人，2018；Stastny等人，2018）。鸣唱是较长且复杂的鸣声，通常由雄性在繁殖季节发出，这是温带和亚热带鸣禽的常见特征（Keating和Reichard, 2021）。鸣唱具有多种关键功能，包括吸引配偶、领地防御和物种识别。而叫声通常较短且简单，主要用于警告同类注意捕食者威胁以及传递即时环境信息（Catchpole和Slater, 2008；Suzuki, 2016）。许多因素会影响鸟类的鸣叫，例如食物（Mishra等人，2020）和噪音（Whalen等人，2018）。研究鸟类鸣叫与环境因素之间的联系对于理解鸟类对环境变化的适应性至关重要（Cho等人，2025）。
随着城市化的加剧，夜间使用灯光的情况越来越普遍，从而导致光污染（Gaston等人，2015）。虽然光对生物的生长和发育至关重要，但它也可能直接或间接地对生物造成压力（Halfwerk和Jerem, 2021）。光污染可能影响鸟类的多种行为，进而影响它们的生态位（Pharr等人，2023）。例如，光照的持续时间和强度会影响鸟类的交配（McLay等人，2018）、睡眠（Sun等人，2017）和焦虑水平（LeGates等人，2012）。夜间的人造光污染还导致光照类型发生变化，而不仅仅是光照强度和持续时间的变化（Kyba等人，2012）。白光包含所有波长的光。红光和蓝光位于可见光谱的两端，而黄光位于中间。目前我们对这些不同波长的光如何影响鸟类鸣叫的认识还很不清楚。
激素水平的波动会影响鸣唱的频率和强度（Gahr, 2020）。神经系统和新陈代谢状态也会影响鸣叫的能量输出和持续时间（Oberweger和Goller, 2001；Singh Alvarado等人，2021）。光波长可能会影响鸟类的生理和行为。蓝光可以调节蛋氨酸和半胱氨酸的新陈代谢，从而影响鸭子的生长发育（Xia等人，2021）。蓝光还可以增加副交感神经的紧张程度，并独立于褪黑激素或皮质醇水平提升免疫能力（Lewis等人，2018）。此外，蓝光与肉鸡的行为模式有很高的相关性（José Paix?o等人，2022）。相比之下，中等波长的黄光对方向行为的吸引力较弱，且具有负面影响（Longcore等人，2018；Syposz等人，2021）。长波长的红光更容易穿透下丘脑，更有效地刺激性腺生长（Hartwig和van Veen, 1979）。因此，不同波长的光可能通过调节鸟类的生理状态和行为模式间接影响其鸣叫。
鉴于光波长对这些生理和行为的影响，需要采用系统的方法来评估其对鸣叫输出的影响。可以从整体使用情况（如鸣叫活动）到详细的声学结构（包括最高频率、最低频率、峰值频率、峰值振幅、持续时间和带宽）等多个方面进行评估。这些参数反映了鸟类的生理状态，并具有重要的生态意义（Cui和Xiao, 2023）。例如，最高和最低频率决定了鸣叫的频率范围，可能影响其传播距离和穿透能力（Shaikh等人，2024）。峰值频率和振幅反映了鸣叫的能量集中点，可能与鸣唱的强度和吸引力有关。持续时间和带宽与鸣叫的复杂性和信息传递能力相关（Kershenbaum等人，2016）。
爪哇麻雀（Lonchura oryzivora）是一种原产于印度尼西亚草原和农业区的鸣禽，已被广泛引入全球。在野外，它们具有高度的社会性，能够发出复杂而悦耳的鸣唱，这些鸣唱在求偶和社会交流中起着关键作用，由颤音、哨声和啁啾声组成。它是研究鸟类鸣叫的理想模型物种。作为具有明确光周期调节繁殖机制的鸟类家族的一员（Dawson等人，2001），它对光信号非常敏感。这种生理敏感性，加上其可量化的鸣叫库和适应实验室条件的能力，使得能够精确研究夜间人造光如何影响这些关键鸣叫参数（Zhang, 2025；Kikuchi等人，2025）。
为了了解光波长对鸟类鸣叫详细声学结构的影响，我们研究了爪哇麻雀在夜间暴露于不同类型人造光下的六个关键鸣叫参数（最高频率、最低频率、峰值频率、峰值振幅、持续时间和带宽）的变化。我们假设这些参数会因夜间光污染而发生变化，因为鸟类鸣叫是反映环境变化的信号（Hao等人，2022）。
伦理批准
所有涉及鸟类的实验均按照辽宁大学生命科学学院伦理委员会批准的《动物护理和使用政策》（EC-LNU 20200150）进行。我们遵守ASAB/ABS关于动物使用的指南。每天都会检查鸟类的健康状况，未观察到任何受伤情况。
研究对象和喂养
爪哇麻雀是一种属于雀形目的小型鸣禽，因其体型小和性格温顺而成为全球流行的笼养鸟类。
环境条件下的叫声和鸣唱差异
在环境条件下，叫声在所有六个测量的声学参数上均显著低于鸣唱：峰值振幅（
P P P P
光照对鸟类叫声的影响
重复测量方差分析的结果显示，光照类型与测量时间相互作用，影响了鸟类的峰值频率、最低频率和带宽。
讨论
我们发现爪哇麻雀的叫声和鸣唱在多个声学参数上存在差异，并且对光波长的反应明显不同。叫声对光污染的适应性较强，而鸣唱则更容易受到光污染的影响。这些发现为理解光波长如何调节鸟类声学行为提供了新的实证证据。
作者贡献
J.X.Y.、D.M.W.、D.J.X.和J.H.C.设计了实验。D.J.X.、J.H.C.、Y.K.B.和R.Q.Z.收集了数据。D.J.X.、J.H.C.和H.L.分析了数据。D.J.X.、J.X.Y.和P.R.在所有合作者的反馈下撰写了初稿。
作者贡献声明
张瑞秋：软件开发、数据管理。
毕阳坤：初稿撰写、方法论设计、数据管理。
李东来：方法论设计。
陈光：软件开发。
万东梅：软件开发。
李辉：数据管理。
尹江霞：初稿撰写与编辑、软件使用、资源协调、方法论设计、研究实施、资金申请。
保罗·雷西：初稿撰写与编辑。
薛德志：初稿撰写、方法论设计、数据分析。
陈金宏：数据验证、数据管理。
利益冲突声明
无需要声明的利益冲突。
致谢
我们感谢编辑和匿名审稿人的建设性评论和建议。感谢吕晓涛在科学写作方面的帮助。本研究得到了辽宁省科学技术厅（2019-ZD-0196）和辽宁省教育厅（LJC202009）的支持。所有涉及鸟类的实验均按照动物护理和使用政策进行，并得到了生命科学学院伦理委员会的批准。
