"求偶舞蹈与鸣唱的协同演化：伞鸟科鸟类杂交预测的多模态信号研究"

本研究通过分析伞鸟科(Pipridae)53种鸟类的求偶舞蹈与鸣唱特征，首次揭示了多模态信号(舞蹈相似性D2和鸣唱相似性)与杂交概率的关系。研究发现鸣唱相似性可预测杂交发生，但受分化时间强烈影响；舞蹈与鸣唱信号具有同等预测效力，均遵循趋同进化(OU)和物种形成相关演化(κ模型)。该成果为理解行为隔离机制提供了新视角。

　　

在热带雨林的树冠层中，伞鸟科(Pipridae)鸟类以其绚丽的羽毛和复杂的求偶仪式闻名。这些鸟类通过精心编排的舞蹈配合独特的鸣唱吸引配偶，形成了动物行为学中著名的多模态信号系统。然而，这种华丽的求偶展示背后隐藏着一个进化谜题：为何部分亲缘关系较近的物种会发生杂交，而其他物种却能保持生殖隔离？这个问题的答案对理解物种形成和行为隔离机制至关重要。

荷兰瓦赫宁根大学(Wageningen University & Research)野生动物生态与保护系的研究人员Arjen A.W. van der Kamp和Jente Ottenburghs在《Biological Journal of the Linnean Society》发表的研究，首次系统分析了伞鸟科鸟类求偶舞蹈与鸣唱的协同演化对杂交的影响。研究团队收集了53种伞鸟的求偶鸣唱录音，测量了5个声学参数(最小频率Fmin、最大频率Fmax、峰值频率Fpeak、节奏pace和带宽bandwidth)，并量化了非声学机械音(翼拍WS和滚动拍RS)。通过马氏距离D2计算鸣唱相似性，结合Ottenburghs(2025)的舞蹈元素矩阵，最终评估了241对同域分布物种的多模态信号特征。

关键技术方法包括：1)从xeno-canto和Macaulay Library获取53种伞鸟的求偶鸣唱录音；2)使用Raven Pro v.1.6.5分析声学参数；3)计算鸣唱相似性马氏距离D2；4)整合舞蹈元素相似性数据；5)采用二元逻辑回归和AIC模型比较分析杂交预测因子；6)通过geiger包拟合5种进化模型(BM/OU/EB/κ/δ)评估性状演化模式。

研究结果揭示：

1. "鸣唱相似性与杂交概率"：鸣唱相似性(D2=1.01-5.63)可显著预测杂交(z=-2.35, P=0.02)，但该效应受分化时间强烈调控(0.3-7.3 Mya的近期分化物种更易杂交)。

1. "舞蹈与鸣唱的预测效力比较"：舞蹈相似性(0-14个共同元素)与鸣唱相似性具有同等预测效力(ΔAIC=1.90)，最佳模型均包含分化时间因素(Nagelkerke's R²=0.38-0.40)。

1. "多模态信号的协同效应"：包含舞蹈与鸣唱的PC2因子模型(解释48.4%变异)未显著优于单变量模型(P=0.381)，表明二者未产生协同增强效应。

2. "性状演化模式"：鸣唱参数中节奏pace和带宽bandwidth符合OU模型(向最优值演化)，而峰值频率Fpeak符合κ模型(与物种形成事件相关演化)。

讨论部分指出，伞鸟科的杂交机制可能涉及舞蹈、鸣唱和羽饰等多重因素。尽管鸣唱作为经典的前合子隔离机制(Qvarnstr?m et al. 2006)，其预测效力并未显著优于舞蹈展示，这可能源于二者相似的演化路径——均受性选择驱动且与物种形成过程(κ模型)和功能优化(OU模型)相关。研究首次证实了亚鸣禽(suboscine)中行为信号对杂交的预测作用，为理解物种形成的可逆性提供了新证据。未来需结合基因组学分析内在遗传隔离机制，并将该框架拓展至松鸡科(Tetraonini)等具有复杂求偶展示的类群。

该研究的创新点在于建立了行为信号量化与杂交概率的关联框架，挑战了传统认为鸣唱是主导隔离机制的观点。结果暗示在热带鸟类中，多模态信号的演化可能共同维系着物种界限，而信号系统的"漏洞"则成为自然杂交的通道。这一发现对保护生物学具有启示意义——人为栖息地破坏可能导致行为隔离失效，加速杂交引发的基因渗入或物种融合。