社会环境影响非学习性物种鸣叫个体性：纵纹腹小鸮种群密度与声音识别特征研究

《Scientific Reports》：Social environment affects vocal individuality in a non-learning species

本研究针对非学习性物种在复杂社会环境中声音个体性的适应机制问题，通过比较不同密度种群纵纹腹小鸮（Athene noctua）的领地叫声，发现高密度种群和集群个体的声音个体性显著增强。研究首次证实局部社会环境对领地性物种声音识别特征的塑造作用，为声信号进化与社会复杂性假说提供了新证据。论文发表于《Scientific Reports》。

　　

在动物社会的复杂交往中，个体识别是维系社会关系的关键纽带。对于独居性领地动物而言，如何在众多同类中准确分辨邻居与陌生者，直接关系到领地防御的成本与效率。纵纹腹小鸮（Athene noctua）作为典型的非学习性鸣禽，其独特的"hoooook"领地叫声为研究声信号个体性进化提供了理想模型。然而，当前研究对领地性物种声音个体性的驱动因素关注不足，特别是种群密度这一关键生态因子如何影响声音识别特征的演化，尚缺乏系统论证。

为探究这一问题，研究团队设计了两组对比实验：首先比较了捷克低密度种群（0.09只/10km2）与匈牙利高密度种群（5.01只/10km2）的声学特征差异；其次在同一高密度种群内进一步区分了集群个体（有邻近个体）与孤立个体（无邻近个体）。通过量化声学参数的个体变异程度，研究揭示了社会环境影响声音个体性的内在规律。

研究采用声学记录与多维度分析技术，包括自主录音设备（Olympus DM-650）和定向麦克风（Sennheiser ME67）采集样本，使用RavenPro 1.6进行声谱分析，通过峰值频率轮廓（PFC）和时域特征提取个体识别参数。运用生态位重叠模型（nicheROVER包）计算声学空间分布，采用比彻信息统计量（HS）和判别得分（DS）量化个体性水平。

个体性在高、低密度种群间的比较

高密度种群的声学个体性指标显著优于低密度种群（HS=6.38 vs 4.96；DS=87.7% vs 79.4%）。虽然个体间变异（BID）和个体内变异（WID）的组间差异未达显著水平（p>0.05），但声学生态位重叠（ANO）分析显示高密度种群呈现降低趋势（p=0.07），表明密集环境可能促进声学特征的差异化进化。

集群与孤立个体的个体性差异

集群个体的声学个体性明显高于孤立个体（HS=5.29 vs 3.98；DS=87.5% vs 78.9%）。声学生态位重叠分析显示集群个体的ANO值显著更低（p=0.04），证实局部社会密集度对声音个体性的强化作用。值得注意的是，这种差异并非通过提高叫声一致性（WID）或扩大个体间差异（BID）的单一路径实现，而是二者协同作用的结果。

讨论与意义

本研究首次在非群居性物种中验证了社会密度对声音个体性的塑造作用，突破了以往研究仅关注群居动物的局限。结果支持社会复杂性假说（Freeberg, 2006），表明高密度环境通过增加识别需求驱动声信号特化。对于纵纹腹小鸮这类定居性物种，增强的声音个体性有助于实施"亲敌效应"（dear-enemy effect），减少领地冲突的能量消耗。

研究创新性地揭示局部社会环境（邻近个体分布）比宏观种群密度更具影响力，为声信号进化研究提供了新视角。尽管纵纹腹小鸮属于传统认知的非学习性物种，但观察到的声学可塑性现象暗示其可能具备更复杂的声学调节能力，这对鸟类声学习进化谱系的重构具有启示意义。

本研究的局限性包括样本种群数量较少和录音方法差异，未来需结合遗传学数据与长期观测进一步验证。研究成果为理解动物通信系统适应社会环境变化的机制提供了重要案例，对保护生物学和行为生态学领域具有理论价值与实践意义。