大汉身萝莉音——动物界的“声音骗子”

2020年天猫电竞节—主会场

  看动漫的同学们都知道,声优对于一部动漫作品十分重要,而声优演员大多拥有一人分饰多角的能力。许多声优演员能通过改变音色、声调等方式,模仿不同人的声音,男女声音互换也是不在话下,常常能“骗”得我们直呼:声优都是怪物

  

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  事实上,不仅是人有改变声音的能力,动物中也有很多“声音骗子”。出于各种原因,它们常会发出与我们想象不同的声音。动物界中的“声音骗子”都有谁它们又为何能发出各种超乎意料的声音?

  动物的叫声通常符合体型

  为了搞明白这个问题,我们必须先了解一下声音与什么有关?

  对于声音的感受,受到音色、音调、响度的影响

  音色是指发声体的声音品质,由发声体本身的特征决定我们区分不同人的声音,主要就是靠音色。

  音调由发声体的振动频率决定,频率越高,音调越高,也就是我们常说的声音越“尖锐”。

  响度是耳朵对声音大小的主观感受,与发声体的振幅有关振幅越大,响度越大,声音所蕴含的能量就越大,声音听起来就越响亮。

  科学家们发现动物叫声的音调与们的体型大小相关受到喉部和声道解剖结构,以及骨骼结构的限制体型越大的动物,发声器官也越大,声音的频率越低,它们拥有低沉的轰鸣嗓门而体型小的动物一般发出的声音音调较高,嗓音也更尖锐一些。这种现象被科学家们称为“Acoustic allometry (声异速生长)”

  与体型不相称的叫声

  但是动物界似乎存在不少特例一些动物发出的声音常常与它们的体型不相当例如,鲸鱼是地球上体型最大的动物,但它的声音确是吱吱的叫声,像老鼠一样。小吉娃娃狗身躯娇小,它的叫声却像罗威纳犬那样深沉。

  不是说发声器官大小决定了声音频率么?这些动物声音与体型不相当们是怎么做到的呢?

  

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  这里就不得不回过头唠叨一下声源滤波理论定义的两类声学特征,基频和共振频率:

  基频对应声道中声带的振动频率,而共振频率是反映哺乳动物声道几何结构的特殊共振,一个系统的共振频率由系统的各个方面共同决定。比如吹笛子,我们通过手指改变空气柱的长度,从而改变了系统的共振频率,发出了不同的音高

  我们能读出不同单词,是依靠喉头、舌头等位置的改变,从而改变口腔内共鸣腔的结构,使共振频率发生改变。

  所以说,发声器官大小只影响基频,而共振频率主要依靠口腔内舌头和喉头的结构。相比于声道,喉部受到周围骨骼结构的限制小,所以发声器官大小对共振频率的影响不大。在这个基础上,动物就有了改变共振频率,进而改变叫声,成为“声音骗子”的潜力。

  那么,它们又是如何改变自己的叫声的呢?

  前面讲了共振频率与共振系统有关,即口腔内的结构动物改变叫声有两种可能,一种是与它们口腔内部结构的改变有关,比如树袋熊和吼猴,它们的喉部都有特别的腔体,能发出低沉的吼声。还有一种可能是它们学会了通过改变舌头的位置,来改变声音。

  它们比我们想的更聪明

  很明显,并非所有的动物都能“顿悟”自己可以通过改变共振频率而改变自己的声音,从而发出与自己体型不相当的声音。像鹦鹉一样,会模仿别人的声音,也不是那么容易的事情。

  什么样的动物会脱颖而出,成为比其它动物更善于控制叫声的“声音骗子”呢?

  为了寻找这个问题的答案,研究者GarciaRavignani164个哺乳动物数据集中的异速偏差和声音学习之间关联性做了研究,对这些哺乳动物是否有异速偏差,是否具有学习能力进行了统计。结果显示那些经常“假装”自己体型的动物通常是熟练的声音学习者不会“假装”自己体型的动物也不会模仿声音研究者推测:“不诚实的信号”策略可能是学习声音的第一步。

  动物为什么要伪装自己的声音呢?

  伪装声音这种能力或许有助于动物的生存掌握了学习新声音的技能可能更受异性青睐对于一些动物来说,好听的叫声无疑是吸引异性的工具。有研究表明在特定物种中,声调夸大与大体型雄性的性选择有关,狮子会用低沉轰鸣的吼声吓退竞争者。同时,也有研究发现,一些海豹会模仿成功繁殖个体的叫声

  伪装声音或者与生存相关比如通过声音骗过捕食者,使自己逃过一劫最终,善于伪装,懂得学习声音的个体也更容易存活下来。

  “声音骗子”,其实也是一种生存的智慧。

  参考文献:

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

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