機器人求愛青蛙或助揭示復雜行為的進化


機器人求愛青蛙或助揭示復雜行為的進化

一只機器青蛙鼓起它的聲囊以“吸引” 雌性同加拉泡蟾(Túngara) 。
美國國家地理報道,一項最新的研究表明 , 一只能夠向真實青蛙求愛的機械青蛙或能夠幫助揭示復雜行為,類似挑選配偶的進化問題 。
雌性同加拉泡蟾選擇配偶時往往面臨復雜的情況 。雄性青蛙會聚集在一起進行繁殖合唱,鼓起聲囊并發出交配的呼叫聲 。和人類在喧囂的酒吧里一樣 , 雌性青蛙需要從刺耳的音調中抽取有用的信息,從而選擇最佳配偶 。
分別來自美國德克薩斯大學奧斯汀分校和美國馬里蘭州索爾茲伯里大學的生物學家邁克爾·瑞安(Michael Ryan)和瑞安·泰勒(Ryan Taylor),創造了一只機器人雄性青蛙,以理解雌性青蛙如何感知與自然環境里所見和所聽到的不一樣的雄性叫聲,并做出反應 。
雌性青蛙所需要的是什么?
【機器人求愛青蛙或助揭示復雜行為的進化】雄性青蛙通過一種類似哀鳴聲的叫聲吸引雌性 。它們有兩種方法使得哀鳴聲更加性感:在哀鳴聲后立即添加“咯咯聲” , 以及在發出叫聲時鼓起自己的聲囊 。瑞安和泰勒主要關注于這些視覺和聲音元素的計時 。他們創造的機器人青蛙能夠產生一種基本的哀鳴聲,但是在經過短暫的停頓后,它或者鼓起聲囊或者添加咯咯聲 。
結果發現,雌性青蛙對聲囊鼓起和隨后的咯咯聲都并不感興趣,它們的反應與雄性青蛙僅僅發出哀鳴聲時是一樣的 。但是,當這兩個毫無吸引力的線索結合在一起時,有趣的事發生了 。聲囊鼓起“從感知方面營救了”后期的咯咯聲,兩者與前期的哀鳴聲緊密相連,結果產生的信號對雌性青蛙具有強烈的吸引力 。
尋找其中的噪音
為什么結合兩個后期求偶信號就使得這些叫聲更加性感呢?瑞安將它與我們的大腦在“持續性錯覺”測試里的反應相對比 。在這些測試里 , 研究人員播放了一組嗶嗶聲 。如果在這些嗶嗶聲之間播放足夠響亮的白噪聲,人們就會聽到嗶嗶聲是連續的音調,而非被噪聲打斷的一對對的嗶嗶聲 。
科學家認為這個現象與我們大腦過濾背景噪音的能力有關 ?!拔覀冃枰圆粚こ5姆绞?,將這些事聯系在一起感知,從而從大量噪聲里提取有意義的信號 。”瑞安這樣說道 。
將相同信號的元素連接在一起,同時過濾背景噪音,這對雌性同加拉泡蟾來說非常重要 。在喧囂且令人迷惑的繁殖合唱聲中,它們需要鑒別哪一只青蛙產生了最具吸引力的叫聲,即使很多只青蛙都在發出互相重疊的叫聲和視覺信號 。瑞安和泰勒認為聲囊鼓起類似于持續性錯覺里的白噪聲,使得哀鳴聲和咯咯聲聯系在一起形成單一性感的信號 。
進化的復雜性
瑞安表示 , 這項研究幫助解釋了復雜的特征,例如同加拉泡蟾多重感官交配信號,是如何進化的 ?!斑@是復雜特征從簡單特征進化而來的例子之一,”瑞安說道 。神經機制使得青蛙能夠從夾雜著繁殖合唱聲的混亂噪音信號里抽取有用的信息,這導致了隨著時間的推移交流和感知信息的新方法的發展 。尋找有意義的信息可能也是復雜行為進化的驅動力 。它幫助了同加拉泡蟾從所有的雄性青蛙里挑選出它的白馬王子 。(鳳凰科技 編譯/嚴炎劉星)