摘要：巴西里约热内卢的蒙贝卡·拉各斯农场上的一只红领带鹀亚种（Zonotrichia capensis subtorquata）。摄影：JOEL SARTORE, NAT GEO IMAGE COLLECTION

巴西里约热内卢的蒙贝卡·拉各斯农场上的一只红领带鹀亚种（Zonotrichia capensis subtorquata）。摄影：JOEL SARTORE, NAT GEO IMAGE COLLECTION

撰文：María de los Ángeles Orfila

雄性红领带鹀（Zonotrichia capensis）的鸣唱是南美最独特的声音之一。短短几秒，这种浅棕色或白底黑花的小型鸟类就能完成它的歌唱：以两到四声音符为引子，一声颤音作为结尾。每个红领带鹀家族都有自己独特的歌声，那是它们要唱一辈子的旋律。但首先，它们必须学习怎么唱。

歌曲学习深深植根于雄性红领带鹀幼鸟与成鸟的互动中，成鸟会将自己的曲式传递下去。可是，当这种学习遭到中断——栖息地丧失、种群数量下降或成鸟导师消失不见，传承被打破，事情将会如何呢？

在2020年到2023年之间，来自布宜诺斯艾利斯大学（UBA）精密科学与自然科学学院的研究人员展开了一项大胆的任务：将一种只在20世纪60年代的一份乐谱里留有记录的已然消失的歌谣重新带回野外红领带鹀种群。凭借一种融合先进科技的创新办法，科学家开发了一个“机器人导师”，它能放出被遗忘的旋律，幼鸟于是得以从中学习。最后，生活在佩雷拉伊拉奥拉公园（Pereyra Iraola Park，布宜诺斯艾利斯一个占地10公顷的自然保护区）的红领带鹀们学会了这首人工合成的歌曲，把它融入常备曲目，如今骄傲地将它唱响。

布宜诺斯艾利斯大学应用物理跨学科研究所（INFINA）所长加布埃尓·明德林（Gabriel Mindlin）说：“我们总认为保护生物多样性是个基因议题，但它同时也是一个文化议题。”明德林与安娜·阿马多尔（Ana Amador）、罗伯托·比斯特尔（Roberto Bistel）合著了一篇有关该项目的研究，2024年刊载于《物理学D：非线性现象》期刊（Physica D: Nonlinear Phenomena）。“在这里，我们让一首消亡的曲调再次流行起来，这是将整个文化应需求重新引入的一个例子。”

学习佚失的曲调，将传统延续

红领带鹀是世界上已知的4000种鸣禽之一。其鸣唱的一些方面是由基因决定的，不过在于雄性红领带鹀，则需要从导师那里学习，导师往往由鸟爸爸担任。幼鸟模仿导师，学着发声演唱，将家族和种群的曲调结合到一起。（举例来说，拉普拉塔河流域的红领带鹀的尾声颤音就与阿根廷其他地区红领带鹀不一样。）它们从出生后开始学习，过程持续近三个月。起初，幼鸟的肌肉控制还不怎么精确，但最终，它将唱出精妙无比的鸣声模型。

每个个体通常只唱一支曲子，不过有些能唱两支甚至三支。它们的旋律仅有两秒，然后往复，从破晓一直唱到日正当中。

“那是很独特的曲子，就像指纹一样，只不过需要习得，”阿马多尔说，“雄鸟用这曲子来吸引雌鸟和保护自己的领地。这是它表达的方式，唱歌如说话：‘这就是我，我就在这里。’”

失落的旋律如何复生

多亏有阿根廷鸟类学家费尔南多·诺特博姆（Fernando Nottebohm）手写的乐谱，研究人员才得以了解在20世纪60年代的佩雷拉伊拉奥拉公园人们最耳熟能详的红领带鹀曲调。诺特博姆是洛克菲勒大学的荣誉退休教授。“当他注意到音调升高，他就会标个上箭头。”明德林说，“而当音调降低，变得更低沉，他就画一个下箭头。颤音则是一组小线条。这就是他描述那首鸣曲的方式。”

而催生这场调查的问题是：60年代的流行调调有哪些还在传唱？研究团队来到佩雷拉伊拉奥拉公园，录下鸟儿的鸣唱，然后训练神经网络验证哪些古调仍然流行、哪些已经消失无踪。他们发现，经典曲目里只有三支仍在这片地区响起。一个可能的原因是，公园周边区域的城市化进程让当地大部分红领带鹀流离失所；另一个原因在于，多年来，公园已被其他种类的鸣禽入侵，它们占据了红领带鹀的领地。

科学家决定：重新唤醒已然消逝的旋律。他们分析了每首实际存在的曲目的参数——每个音符的起始音调和结束音调、它的时长等等，并生成一个可以根据鸟儿发声物理特性生成鸟鸣人工副本的数学模型。为了做到这一点，他们模拟了鸟儿的声道，包括气管、口咽腔、声门和喙等结构。团队还观察了鸟儿的发声器官——鸣管——的肌肉是如何激活的。

合成鸟鸣在十月到次年二月被引入佩雷拉伊拉奥拉公园，来到鸟儿当中。这是红领带鹀们的感官最为敏感的时期，此时，年幼者通过模仿成鸟的发音，学习鸣声模型。合成鸟声学习课被安排在演唱高峰期——也就是清晨，最长不超过八个小时。两段合成鸟声之间的间隔比天然间隔稍短一些，以便鼓励鸟儿出声响应。

“歌与歌之间的间隔时长是随机的，这样，鸟儿就会把设在这里的三台设备的重播当作真实的交流，好像它们在互相回应一样。”比斯特尔解释说。

二月到七月，由于气温较低，红领带鹀进入完全沉寂期，这将持续到九月。之后，它们重拾发声练习，根据已经掌握的模型微调歌曲。令人惊喜的是，部分红领带鹀幼鸟选择了机器人导师，它们学会了那些已经绝迹的歌曲，收入自己的发声曲目。

幼鸟们习得的歌曲依照合成主题，交替呈现音调爬升或降低的音节，不过，最后一个渐弱音节的音调变化大过合成版本，而公园里录下的所有成鸟鸟鸣中都有这个特点。这一改动似乎是该红领带鹀种群“方言”的显著标志，小鸟们很可能是从其他真正的鸟导师那里学会了它；它也可能是该品种基因编程的一个表达。

“这就像拯救一种古老而被遗忘的语言。”明德林说。他强调，文化特征——无论是鸟儿的，还是人类的——都可以通过学习和代际传递重获生机。

鸣声保护事业的未来

明德林、阿马多尔和比斯特尔坚称，他们的工具将实现野生鸟鸣曲库的保护。

“我们已经建成了有大型冷冻库的基因银行。那么文化保护呢？难道我们不应该拥有声音记录银行吗？”阿马多尔说，“我们的工作为如何更全面地思考物种保护铺开道路。”

INFINA团队已经着手参与红领带鹀和其他阿根廷南部鸟类的鸣声保护工作，团队的近期目标是：设计一套神经网络，辅助对于每只鸟类个体鸣声的自动识别。下一步将开展带环标志的鸟类群体中鸣声传递的研究。

“个体减少不仅意味着基因多样性降低，同时还将导致许多原始的文化失传，”明德林说，“我们将数学等式转化成声波，借助这种方式，我们将确保这种文化不消失。”

来源：国家地理中文网