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地球与生命

座头鲸为什么会一起换新歌?

把水下麦克风放进海里,研究者能听到座头鲸长长的歌。同一群体的雄鲸常唱相近的歌,歌又会慢慢变化。有时,邻近群体的一首新歌会传播开来。它们在哪里学、怎样记、又为什么换歌?

一头座头鲸跃出水面,露出长长的胸鳍,前方另一头鲸正在下潜
座头鲸实拍。长胸鳍和水面动作容易观察,研究歌声时还需要水下麦克风,不能凭照片判断它正在唱哪一段。 NOAA Fisheries/Danielle Cholewiak · 图像出处

带着问题出发

这份案卷,哪里还没解开?

鲸怎样划分、记住和学习复杂的歌?新歌传播时,哪些相遇与学习选择起了关键作用?

  1. 一头鲸怎样把别的鲸的新歌学会?

    还缺的线索 录音发现了旧歌和新歌混合的段落,但同一头鲸何时听见谁、怎样记住并练习,仍需要连续记录。

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  2. 研究者分出的「乐句」,鲸自己也这样听吗?

    还缺的线索 统计分析能找出反复组合的声音单元,还需要行为证据检验这些分段对鲸本身有什么作用。

    查看研究依据 ↓

沿着下面的图片和记录,看看我们已经走到了哪一步。

第一步

看看这些线索

想一想,每条线索能帮我们回答哪个问题?

  1. 歌里有可以反复听见的段落

    观察到了什么
    水下录音记录了座头鲸多种高低不同的声音,它们会组合成重复出现的段落。
    它能说明什么
    我们可以比较声音的顺序和重复方式,先把观察到的结构记下来。
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  2. 声谱图把声音画在纸上

    观察到了什么
    声谱图横着表示时间,竖着表示频率高低,颜色或深浅表示信号强弱。
    它能说明什么
    弯曲的线帮助比较相似声音,但它们没有直接给每个声音配上含义。
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  3. 不同群体能出现相关的新歌

    观察到了什么
    南太平洋研究记录到歌曲跨群体传播,也发现鲸在共同迁徙水域唱出相似或混合的歌。
    它能说明什么
    这些记录支持歌曲可以通过学习传播,具体学习相遇仍需要更细的追踪。
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  4. 新方法找到了声音组合的规律

    观察到了什么
    2025 年的研究把分析婴儿怎样分辨语流的方法用于多年鲸歌,找出了某些统计规律。
    它能说明什么
    规律能帮助研究学习与传播。要理解鲸如何使用它们,还要继续比较行为。
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把线索动起来看

留意画面里变了什么,也看看哪些地方还需要更多证据。

实录声音

戴上小耳朵,听听鲸歌

先把音量调低,再播放 NOAA 提供的一段真实座头鲸录音。留意声音的高低、间隔和相似片段。这段示例用于听声音,无法单独说明跨年度的换歌过程。

NOAA Fisheries/被动声学研究团队 · 素材出处

以时间为横轴、频率为纵轴的座头鲸歌声谱图

互动读图

把耳朵听到的高低,放到图上找

这张声谱图由 NOAA 声音资料库提供。沿横向看先后,沿纵向看高低,试着寻找相近的弯曲线条。

1. 时间往右走
横轴标有秒数。向右看,表示录音里的时间不断向后,先比较声音出现的先后和间隔。

2. 频率向上升
纵轴标有频率,单位是赫兹。线条的位置越高,表示声音的频率越高。

3. 找相似弯线
图中有弯曲、起伏和成组的线条。相似图形可以帮助比较声音结构,含义仍需要行为证据检验。

NOAA Fisheries/被动声学研究团队 · 素材出处

查看本地大图 ↗

第二步

试着做判断

研究者在鲸歌里找到类似人类语言的统计规律,这时应该怎样判断?

点选一条,看看理由。

已经可以把每段鲸歌翻译成中文。
再看看线索

统计规律还没有给声音单元建立可验证的逐句含义。

可以用这些规律提出学习方式的猜想,再观察鲸的反应。
这个判断有依据

声音结构与行为相结合,才能继续检验鲸怎样听和学。

只要某段歌很长,就说明它来自一头更聪明的鲸。
再看看线索

歌长只是一个可测特点,不能据此比较个体聪明程度。

第三步

写下调查结论

已经知道
座头鲸歌声有重复结构,会变化,也能在群体间传播。录音和声谱图可以留下可比较的记录。
还在研究
鲸怎样划分、记住和学习复杂的歌?新歌传播时,哪些相遇与学习选择起了关键作用?
下一步怎么查
给同一个体配合声音与位置记录,比较新旧歌交替的过程,并观察鲸对特定声音片段的反应。
给家长和想多读一点的你

人们把这种有规律的声音叫作「歌」,是为了描述它的组织方式。判断它的用途时,要把发声者、听者、场景和反应一起记录下来。

线索从哪里来

资料核对日期 · 原文需联网

  1. NOAA|座头鲸原始录音、实拍和声谱图
  2. 圣安德鲁斯大学|2025 年鲸歌结构研究及尚待检验的问题
  3. 圣安德鲁斯大学|迁徙水域中的鲸歌传播