野生大兜翼蝠的独特 “语音密码”：个体识别与社交奥秘

《Current Biology》：Bats resolve conflicting sensory information for individual recognition

本文揭示了野生大兜翼蝠（Saccopteryx bilineata）利用遇险叫声识别个体，展现其认知能力与社交行为的研究成果。

　　### 研究背景
在动物社会中，个体识别（Individual Recognition）对于构建稳定的社会关系、实现合作行为和保障种群繁衍至关重要。声音信号在许多物种的个体识别过程中发挥着关键作用，像人类、海豚、大象等生物都能通过声音识别同类个体。然而，对于野生动物个体识别的研究相对较少，尤其是在野生蝙蝠这一群体中。大兜翼蝠（Saccopteryx bilineata）作为一种具有稳定社会群体、高栖息忠诚度且偏好明亮日间栖息地的蝙蝠物种，为研究野生环境下的个体识别提供了理想模型。

研究目的

本研究旨在探究大兜翼蝠是否能够通过遇险叫声（Distress Calls，DCs）识别个体群体成员，以及它们在面对不同情境下的 DCs 时的行为反应，进而揭示其认知能力和社交行为的机制。

研究方法

1. 声音录制：在巴拿马的巴罗科罗拉多岛（Barro Colorado Island，BCI），研究人员在大兜翼蝠被从雾网中解缠时，使用高质量超声波录音设备（Avisoft USG 116Hm 和 CM16 麦克风），以 300kHz 的采样率和 16 位深度，录制了 10 只个体的 DCs。
2. 声学分析：从不同的 DCs 序列中选取 504 个单叫声，分为 buzz-tonal、pure buzz 和 pure tonal 三类。运用 MATLAB 中的 “voicebox” 工具箱提取线性频率倒谱系数（LFCCs），并使用 Avisoft SASLabPro 软件测量时域和频域参数，用于分析个体差异和计算信息含量。
3. 信息含量评估：采用 Beecher 提出的定量方法，计算 DCs 与其他发声类型（如幼崽隔离叫声、雄性领地鸣叫、回声定位叫声）的信息含量（H_S），以比较不同发声类型编码个体身份的潜力。
4. 回放实验：以 8 个亚成年大兜翼蝠个体的自然 DCs 序列为刺激源，设置两种场景：一种是合理场景，即刺激源不在日间栖息地，可能处于遇险状态；另一种是不可能场景，即刺激源在栖息地，但声音从别处传来。通过超声波扬声器播放刺激声音，并用夜视镜和录音设备监测蝙蝠的反应。
5. 趋声性量化：利用与录制 DCs 相同的声学监测设备，将麦克风放置在距离扬声器 1 米处，设置低灵敏度以记录靠近扬声器的蝙蝠的回声定位叫声。通过 Avisoft SASLabPro 软件的脉冲序列分析，计数回声定位叫声的数量，以此作为趋声性的量化指标。
6. 统计分析：运用线性判别函数分析（DFA）探究 DCs 的个体差异，使用二项式检验判断分类成功率是否高于随机分类。通过线性回归评估群体大小与对 DCs 回放反应强度的关系，所有统计检验均在 SPSS（v.29.0）和 R（v.3.6.0）中进行，显著性水平设定为 P<0.05。

研究结果

1. DCs 编码个体识别信息：对 504 个 DCs 的判别函数分析显示，75.7% 的叫声能被正确分类到相应个体，显著高于随机分类（二项式检验，p < 0.001）。DCs 的信息含量（2.85 bit）仅次于幼崽隔离叫声（3.15 bit），表明其具备较强的编码个体差异的能力。
2. 个体识别行为验证：回放实验表明，大兜翼蝠仅在合理场景下对 DCs 做出趋声反应，在不可能场景下则忽略播放的声音（二项式检验，n = 8，p = 0.008）。多数情况下，后宫雄性率先接近扬声器，且群体中个体数量越多，靠近扬声器的回声定位叫声数量越多（线性回归；R² = 0.7917，p = 0.003，n = 8）。

研究结论

1. 个体识别能力：大兜翼蝠能够利用 DCs 中的个体特征识别群体成员，这一发现揭示了其复杂的认知能力和社交行为。与其他物种相比，大兜翼蝠 DCs 的个体特征编码较强，这可能与其稳定的社会群体和高栖息忠诚度有关。
2. 遇险叫声的功能：DCs 不仅是简单的警报信号，在合理情境下，它们能引发群体反应，促进个体间的协作，增强群体的安全性。这种基于个体识别的反应机制，在维护群体稳定和应对威胁方面发挥着重要作用。
3. 认知策略：大兜翼蝠在面对冲突信息时选择忽略，优先处理合理刺激，这表明它们具有高效的多感官信息处理能力，能够在复杂环境中准确判断信息的真实性，避免不必要的能量消耗和风险。
4. 社会结构与行为：后宫雄性在群体防御中起主导作用，其快速响应 DCs 的行为可能与保护领地和配偶有关。而雌性和单身雄性的反应差异，反映了群体内部的行为分工和社会等级制度。
5. 研究展望：未来研究可进一步拓展到其他蝙蝠物种，对比不同社会系统、栖息忠诚度和群体稳定性的物种间个体识别能力的差异，深入探究动物社交策略的多样性及其进化意义。

本研究通过对大兜翼蝠的深入研究，为理解动物个体识别机制和社交行为提供了重要依据，丰富了我们对动物认知和生态适应性的认识，有助于进一步揭示动物在复杂社会环境中的生存策略和进化历程。