生物世界

编者按：为解码生命科学最新奥秘，科普中国前沿科技项目推出“生命新知”系列文章，从独特的视角，解读生命现象，揭示生物奥秘。让我们深入生命世界，探索无限可能。

空旷的大草原上，有一群非洲象在行走。

赞比亚卢安瓜国家公园的空旷大草原上有一群行走的非洲象

（图片来源：veer图库）

这是极干旱地区，象群为了采食在进行迁徙，它们迁徙的路线往往要穿过溪流、湖泊、沼泽等。

在行走的象群队列中，带头的一般是雌象，成员中大多是它的雌性后代；雄象在象群中没有位置，长到15岁时就必须离开象群，只有在交配期间才会回到象群中。象群行动时要按照地位高低排序，无论吃喝、交配还是走路，都秩序井然。

在这份秩序的背后，是每个象群独有的用于联络的声音和气味。大象通过发出不同的声音，来给其他成员传递不同的信号，以达成群体的友好相处。

大象互相轻轻触碰（问候）

（图片来源：veer图库）

人类的语言拥有精巧的结构，又复杂多变，它帮助人类建立了社会，使人成为了独特的物种。人类语言系统的一个标志就是使用“声音标签”，也就是说，独特的声音代表着一个物体或者个人，这种语音标签是通过后天学习得来的。包括名字在内的大多数人类词汇都是任意的：它们不是对所指事物发出的声音的模仿，也不依赖于其物理属性。

在动物的交流系统中，大多数物种发出的声音是对食物、捕食者或者其他生存需要的反应，这种叫声通常是天生的，鲜有类似于人类语言标签。少数能够模仿新奇声音的动物，如我们所熟知的鹦鹉，它能够像人一样说话，但也仅仅是一种对人类声音的模仿，并不具有人类社会语言系统的“标签性质”。

但是，自然界总有“意外”。最近的一项研究却发现，除了普通交流外，大象还可以像人一样进行一些更“精准”的交流，也就是互叫名字。

接下来，让我们跟随着科学家的思路来一起探究大象是如何精准交流的：

科学家首先拿到了1986年至2022年在肯尼亚桑布鲁和水牛泉国家保护区收集的野生非洲大草原大象的雌性后代的录音，并利用了一个精准的机器学习模型来分析这些数据。科学家分析数据的过程中提出了四个问题，让我们一起思考一下：

第一，这个“名字”是不是独属于一头象的呢？

换成科学问题就是，大象发出的声音是不是针对于单个接收者的呢？研究者根据关联性和年龄对象群的社会关系进行了分类，并且只考虑呼叫者和接收者之间具有相同社会关系的呼叫。与具有相同呼叫者和不同接收者的呼叫相比，具有相同呼叫者和接收者的呼叫明显更相似。这表明，大象的叫声包含特定于单个接收者的信息（下方左图）。

左图：具有相同呼叫者和接收者的声音明显相似值更高；右图：呼叫者的典型声音与该接收者回应发出的声音的相似性分数，与呼叫者的典型声音与其他声音的相似性分数并无显著差异

（图片来源：参考文献1）

第二，这个“名字”是不是模仿被叫的象发出的声音呢？

换成科学问题就是，这些声音标签是不是模仿接收者的声音呢？

如果大象通过模仿接收者的声音来称呼单个的接收者，那么这个声音标签应该比称呼其他个体时，听起来更像接收者的声音。研究者用接收者的声音和呼叫者对其他象交流的声音进行对比，发现59.7%不一致；接收者的呼叫与该呼叫者的典型声音不太相似，也就是说，这些声音标签并不是模仿接收者的声音（上方右图）。

第三，是不是所有的象都用这个“名字”呼叫被叫的象呢？

换成科学问题就是，不同的呼叫者是否能够为呼叫同一接收者共享同一个声音标签呢？

在人类和宽吻海豚中，不同的呼叫者通常对给定的接收者使用相同的声音标签。为了确定大象是否也这样做，研究者进一步检查了叫声接近度得分。不同呼叫者对同一接收者发出的声音明显比不同呼叫者对不同接收者发出的声音更相似（下方左图）。

左图：不同呼叫者对同一接收者发出的声音明显比不同呼叫者对不同接收者发出的声音更相似；右图：测试组在接收到回放时发出的声音比对照组多

（图片来源：参考文献1）

第四，被叫的象知道别的象在叫自己吗？

换成科学问题就是，接收者能识别声音标签吗？

为了确定大象是否能感知并回应对其他象发出的声音标签，研究者们比较了17头野生大象对回放最初发给它们的声音(测试组)的反应与回放来自同一呼叫者的最初发给不同个体的声音(对照组)的反应。这些结果进一步支持声音标签的存在，受试者更快地接近说话者并产生更多发声，以响应测试组声音而不是对照组声音（上方右图）。

在语言学的研究中，科学家通过利用非人类灵长类动物研究的模型和方法来反观人类语言的本质。同时，从神经生物角度证明了，言语在不同物种之间是成阶梯状连续分布的，人类是高级的语言能力学习者，有些物种处在语言学习的初级阶段。也许，语言并不是人类独有的。

而大象“喊出的名字里”，就可能蕴藏着人类社会语言形成与进化的奥秘。

参考文献：

1. Pardo, M. A., Fristrup, K., Lolchuragi, D. S., Poole, J. H., Granli, P., Moss, C., Douglas-Hamilton, I., & Wittemyer, G. (2024). African elephants address one another with individually specific name-like calls. Nature ecology & evolution, 10.1038/s41559-024-02420-w. Advance online publication.

2. Clemins, P. J., Johnson, M. T., Leong, K. M., & Savage, A. (2005). Automatic classification and speaker identification of African elephant (Loxodonta africana) vocalizations. The Journal of the Acoustical Society of America, 117(2), 956–963.

3. Soltis, J., Leong, K., & Savage, A. (2005). African elephant vocal communication II: Rumble variation reflects the individual identity and emotional state of callers. Animal Behaviour, 70(3), 589–599.

4. Wittemyer, G., Douglas-Hamilton, I., & Getz, W. M. (2005). The socioecology of elephants: Analysis of the processes creating multitiered social structures. Animal Behaviour, 69(6), 1357–1371.

5. Jarvis, Erich D.. “Evolution of vocal learning and spoken language.” Science 366 (2019): 50 - 54.

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