亚马逊稀有灵长类的“语言”密码:Ucayali秃面乌卡里猴(Cacajao ucayalii)声音库的首次定量解析及其对多模态通信研究的启示

《International Journal of Primatology》:Vocal Repertoire of the Ucayali Bald Uakari (Cacajao ucayalii)

【字体: 时间:2026年02月28日 来源:International Journal of Primatology 1.8

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  本研究针对灵长类物种发声库(Vocal Repertoire)研究匮乏(已知不足15%),特别是对罕见亚马逊新世界灵长类——Ucayali秃面(红)乌卡里猴(Cacajao ucayalii)的通信行为知之甚少的问题。研究人员结合基于机器学习的随机森林(RF)分析、生物声学分析和野外观察,首次定量描述了该野生种群的声音库。研究从1155个叫声中识别出12种声学上不同的叫声类型,其中High-chick和Shriek为首次报道,揭示了其声音系统兼具分级性与离散性,并发现其尾巴在声-视多模态通信中起关键作用。该成果为未来对该物种的声学监测以及以乌卡里猴为模型研究灵长类多模态通信奠定了基础。

  
想象一下,在亚马逊雨林茂密的树冠层中,生活着一群拥有醒目的秃头和鲜红面庞的奇特猴子——乌卡里猴(Uakaris)。它们是地球上最不为人所知的灵长类动物之一,过着高度动态的“分裂-融合”社会生活,大群体会分裂成小单元活动,又在需要时重新聚合。在这样复杂的社会结构和视线受阻的雨林环境中,声音沟通无疑是它们维系群体、协调活动、警示危险的生命线。然而,与它们在生态上的重要性极不相称的是,科学界对它们的了解少得可怜。迄今为止,仅有不到15%的灵长类物种的声音库得到正式描述,而对于乌卡里猴这类新世界猴(Platyrrhine)来说,这一比例更低至约10%。此前仅有一项针对圈养个体的定性描述,对野生种群的声音通信几乎是一片空白。理解一个物种的完整声音库,是破译其社会行为、认知能力乃至沟通系统演化的基石。为了填补这一关键的知识空白,一项针对野生Ucayali秃面乌卡里猴的深入研究在秘鲁的Lago Preto保护区展开,相关成果发表在《International Journal of Primatology》上。
为了回答乌卡里猴如何“说话”的问题,研究人员采用了多学科交叉的技术方法。研究在两个阶段(2003-2005年及2015年)对至少200只个体组成的野生种群进行了总计超过1000小时的实地观察和录音,收集了行为学数据和音频样本。在生物声学分析阶段,研究人员从高质量录音中手动提取了1155个叫声,并测量了27个频谱、时域和熵相关的声学参数。最关键的技术是采用监督式机器学习方法——随机森林分析,对这1155个叫声进行客观分类和验证,以界定可靠的叫声类型。此外,研究还使用了t-SNE(t-分布随机邻域嵌入)对叫声的声学特征进行降维可视化,直观展示不同叫声类型在声学空间中的聚类与分级关系。统计分析则用于比较不同行为背景下特定叫声的发出频率。
研究结果
1. 更新后的声音库
通过随机森林分析,研究最终确认了Ucayali秃面乌卡里猴拥有至少12种在声学结构上不同的叫声类型。分析结果显示,叫声分类的总体准确率(84.5%)显著高于随机水平,证明了分类的可靠性。在这12种叫声类型中,有两种是先前未被报道过的:High-chick和Shriek。叫声的平均持续时间大多短于0.5秒,平均峰值频率多在2千赫兹以下。t-SNE可视化分析进一步揭示,这些叫声并非都是界限分明的,其声音库同时展现出分级性和离散性的特性。例如,Hic(打嗝声)、Chick(咔嗒声)和Purr(呼噜声)的声学聚类非常紧密,表现为离散的叫声;而与攻击性互动相关的叫声(如Rh?、Kreek、Shriek和Wa call)则形成了高度重叠的渐变群,显示出很强的分级性。
2. 叫声发出频率
Hic是乌卡里猴最常使用的叫声,占所有分析叫声的53.9%,平均发出率为每分钟每只个体0.24次。它在各种行为背景下都可能出现,且常伴随持续的左右摆尾。Bark(吠叫声)则几乎只由成年雄性发出,通常出现在个体落单或处于群体边缘时,每次吠叫常伴随一次独特的前后向甩尾。Chick是一种主要的警报叫声,针对不同强度的威胁(如猛禽、树枝掉落)会发出从“轻微”到“强烈”的声学变体,能引发其他个体不同的行为反应(如抬头警觉或迅速下逃)。
3. 叫声的功能与多模态整合
根据行为背景分析,这些叫声承担着不同的社会功能:用于保持联系和协调移动(Hic、Chyook和Bark)、调节冲突(Rh?、Kreek、Shriek和Wa call)、促进社会联结(Wee-ook和Kik)以及警示群体成员潜在威胁(Chick和High-chick)。研究特别强调,乌卡里猴标志性的短尾在其声-视多模态通信中扮演着关键角色。多种叫声(尤其是Hic、Chick和Bark)的发出常常伴随着特定模式的尾巴摆动(侧向或前后向),这很可能用于吸引其他群体成员的注意力,并加强信息的传递。
研究结论与讨论
这项研究首次对野生Ucayali秃面乌卡里猴的声音库进行了定量描述和分类,识别出一个由12种可靠叫声类型构成的复杂声音系统。该系统同时包含了针对特定功能(如精确报警)的离散性叫声,以及在宽泛情境(如冲突调解)中使用的分级性叫声,这种混合特性与其他社会性灵长类(如黑猩猩、坎贝尔猴)的发现一致。研究结果在很大程度上验证了早年对圈养个体的定性描述,但也做出了重要修正和补充,例如将先前描述的Rhork叫声归并入Rh?叫声类型,并新识别出High-chick和Shriek两种叫声。
该研究具有多重重要意义。首先,它填补了对一个稀有且社会结构复杂的亚马逊灵长类物种在沟通行为方面的认知空白。其次,研究发现Chick警报声可能由High-chick与一个低频元素组合而成,这暗示乌卡里猴的报警系统可能存在类似其他灵长类的组合能力与语用规则,为研究灵长类沟通的复杂性提供了新线索。再者,研究详细记录了叫声与特定尾部动作的耦合,凸显了乌卡里猴作为研究灵长类多模态通信(声音、视觉信号整合)的理想模型动物的潜力。最后,这项详尽的生物声学特征描述为未来利用被动声学监测技术在该物种难以到达的栖息地中进行种群调查和保护监测奠定了坚实的数据基础。
总之,这项研究揭示了Ucayali秃面乌卡里猴拥有一套丰富、灵活且与多模态信号紧密结合的声音沟通系统。这不仅为了解该物种的社会生态和行为适应提供了宝贵窗口,也强调了在视觉受限的复杂社会环境中,灵长类动物如何通过精妙的声学与视觉信号组合来应对生存挑战,为我们理解动物沟通系统的演化,乃至人类语言能力的起源提供了来自一个独特物种的深刻见解。
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