生物学家最近宣布，他们发布了首个广泛的、比较的、精细的分析，将鸟类歌曲的幅度或音量与其音频频率或音调联系起来。尽管生物学家们长期以来一直在探讨鸟类是否能够随着音量增大而控制其音调，或者它们的发声能力是否受机械限制，但迄今为止，没有广泛的数据可以用来探讨鸟鸣的进化历史这一方面。最近发表在《B期刊》上的这项研究在理解沟通与进化如何相互影响的目标上取得了重大进展。
如果你曾在户外音乐会上大声叫喊隔几排的朋友，你可能会注意到，随着你的声音变得更响，音量增大，它也随之变得更高，音调提高。
然而，你也许会发现，从音乐会听到低音频率的声音能在更远的距离被听到，而高音的声音和乐器却无法从那么远的地方听到。
因此，如果你想被更远处的人听到，你的声音应该在音量上升的同时音调降低，但实际上并没有发生这种情况。我们自己发声器官的生理结构不能同时做到音调低和音量大。我们受机械限制，这就是为什么尖叫的声音是刺耳的高音，而不是低沉的低音。
“区别在于你能做什么和你想做什么，”马萨诸塞大学阿默斯特分校的生物学研究生、该论文的首位作者若昂·C·T·梅内泽斯说。
但鸟呢？
“几十年来有两个主要的论点，”马萨诸塞大学阿默斯特分校的生物学教授、该论文的资深作者杰弗里·波多斯说。“一派认为如果鸟鸣得响，它们的音调应该会升高，因为它们受到机械限制。”波多斯表示，这种说法是教科书上的预测，但还有另一派提出了相反的论点，并指向进化。“由于低频声音传播得更远，因此应该提高歌唱者被听到的机会，所以鸟类同时应当能够大声且低沉。”
那么，哪一派是对的？
迄今为止，两个主要派别之所以保持推测，主要是因为在自然环境中测量野生鸟类歌曲音量的难度较大。“只有在过去十年左右，能够精确测量音量的设备才逐渐问世，这种设备可以毫秒级别地捕捉鸟类的鸣叫，并足够耐用便携以便带入户外，”波多斯说。
但现在技术已经成熟，梅内泽斯和波多斯对来自53种鸟类的数百个歌曲和鸣叫的音量和频率进行了密集取样，这些鸟类包括加拿大鹅和巴西神秘的黑金雀。
他们发现的结果是复杂的。
“不同物种之间存在相当大的差异，”梅内泽斯说。在53种采样的物种中，27种鸟的鸣叫在音量增大时音调升高，12种鸟的鸣叫则是音调降低而音量增大，14种鸟的音量和音调之间没有任何一致的模式。这意味着我们不能简单地将鸟类鸣叫的工作机制归结为生理或进化的解释。
但研究小组确实发现，鸣禽特别倾向于在音量增加时收窄其使用的频率范围。一些鸣禽能够将它们最响亮的鸣叫集中在高频上，而另一些则集中在低频上。但几乎所有的鸣禽都能够收窄它们的频率范围。
“鸣禽发展出的一种特殊能力，”波多斯说，“是能够在音量增大和减小时控制其发声器官的张力。大多数鸟类没有这种能力。这意味着鸣禽在发育其歌曲时理论上可以有更多的进化自由。”
或者，正如梅内泽斯所说：“这可能暗示鸣禽就像歌剧歌手一样，可以主动控制其频率，使之更好地被其身体放大以获得最佳投射效果。”
无论这个争论的最终答案是什么，我们现在对鸟鸣的音调和音量之间的关系了解得更多——下次你听鸟叫时，看看你能否听到音调与音量之间的动态关系。
