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科学家重现了侏罗纪昆虫失传已久的鸣叫声。聆听 1.65 亿年前的模拟音景
通过人工智能和对化石翅膀的仔细建模，研究人员重现了一些已灭绝的类似螽斯的昆虫可能如何发出噪音
来源:《航空与航天杂志》科学家重现了侏罗纪昆虫失传已久的鸣叫声。聆听 1.65 亿年前的模拟音景
通过人工智能和对化石翅膀的仔细建模，研究人员重现了一些已灭绝的类似螽斯的昆虫可能如何发出噪音
Carlyn Kranking|科学网络副编辑
在恐龙的脚步声和风中蕨类植物的沙沙声中，侏罗纪森林的音景中充满了蟋蟀类昆虫的音乐鸣叫声，其中一些叫声对于人类来说太高音调，无法听到。
基于 1.65 亿年前的昆虫化石，一组科学家通过对翅膀结构的仔细分析和人工智能建模，重现了这些灭绝生物可能发出的声音。他们的研究结果发表在 8 月 25 日的《美国国家科学院院刊》上，也挑战了人们普遍持有的关于昆虫声音进化的观点。
“侏罗纪时期的世界在声学上比以前想象的更加丰富和多样化，”该研究的合著者、奥地利格拉茨大学的生物声学学家托林·琼森 (Thorin Jonsson) 在一份声明中表示。
侏罗纪昆虫的叫声
侏罗纪时期的实际声音无法保存下来，恐龙和哺乳动物的发声器官也不容易变成化石。但昆虫可以为恐龙世界的声音提供关键的化石线索。
尽管人类可能将昆虫描述为“唱歌”，但大多数昆虫（包括蟋蟀和蚱蜢）产生噪音的方式更类似于演奏乐器。这个过程，或者说“发声”，涉及到将带有脊状表面的身体部位摩擦在一起。蚱蜢和螽斯将一条腿拖过翅膀，而蟋蟀则将一个翅膀移过另一个翅膀。
因此，虽然声带不会真正变成化石，但腿和翅膀却可以。 “昆虫化石的美妙之处在于，与许多其他动物不同，它们可以在坚硬的外部骨骼上保存仪器和感受器，”伦敦自然历史博物馆的副科学家埃德蒙·贾泽博夫斯基（Edmund Jarzembowski）告诉《史密森尼》杂志，他没有参与这项研究，但研究了侏罗纪螽斯的声音。
科学家在中国内蒙古发现了20个翅膀完好的侏罗纪昆虫化石。这些遗骸属于与蟋蟀和螽斯有关的九个物种。
为了近似这些结构发出的声音，研究小组检查了它们的脊状特征。牙齿的数量、牙齿之间的间距以及翅膀上振动区域的大小，决定了昆虫叫声的音高和节奏。
研究人员分析了这些翅膀以及现代昆虫的发声机制，并用激光进行了研究。他们考虑了这些物种之间的进化关系，并对史前翅膀的振动方式进行了计算机模拟。人工智能模型根据化石翅膀的形状预测了每次叫声的模式。
研究小组认为，大多数昆虫都会发出低频叫声，与今天的蟋蟀可能发出的声音一致，即大约 5 kHz 的声音。其中许多是“纯音”呼叫，或只有一种频率的音符。 《科学》杂志的理查德·斯通写道，它们听起来更像是清晰而高亢的叽叽喳喳声，而不是嘶嘶声或嗡嗡声。
这似乎是“一个绝对合理的想法”，未参与这项研究的丹佛大学行为生态学家 Robin Tinghitella 对《科学》杂志说道。 “有很多东西正在监听昆虫。”
引人注目的是，其中一个物种似乎能够发出 20 到 22 kHz 之间的声音，这一频率略高于人类的听觉范围。这些超声波鸣叫声由螽斯近亲 Sigmaboilus peregrinus 发出，挑战了一个重要的观点：蝙蝠的捕食推动了昆虫超声波叫声的进化。游隼比第一批蝙蝠早了数百万年，这表明飞行哺乳动物不可能是超声波鸣叫背后的唯一驱动力。
相反，研究小组认为，更广泛的其他哺乳动物和非哺乳动物的捕食可能导致早期蟋蟀进化出更高音调的声音，这种声音可以召唤潜在的配偶，而不会让掠食者警惕它们的存在。
另外，超声波叫声可能有助于某些昆虫的声音在其他物种竞争的鸣叫声中脱颖而出。
展望未来，这项研究提供了一个研究路线图，可能会揭示史前音景的其他元素。贾尔赞博夫斯基说：“也许人工智能也能帮助我们重建其他昆虫的歌曲”，例如甲虫和蚂蚁的歌曲。 “让我们更仔细地观察他们的化石，因为有一个潜在的古管弦乐队有待发现。”