解开青蛙发超声波通信的奥秘

在南美洲，研究人员首次记录了巴西大西洋雨林特有的青蛙使用超声波的情况物种比其他任何国家都多。其他青蛙可能会使用非常高频的叫声。

　　

发表在《Acta Ethologica》上的一项研究首次记录了南美洲两栖动物对超声波的使用。它还描述了第一个使用超声波来防御捕食者的记录案例，这种求救信号对许多动物来说都是刺耳的，但对人类来说是听不到的。

“一些两栖动物的潜在捕食者，如蝙蝠、啮齿动物和小型灵长类动物，能够发出和听到这种频率的声音，而人类却不能。我们的一个假设是，求救信号是针对其中一些动物发出的，但也有可能是，在某种意义上，宽频段是通用的，它应该吓跑尽可能多的捕食者，”Ubiratã Ferreira Souza说，他是这篇文章的第一作者。

揭开两栖动物的超声波世界

另一种假设是，尖叫是为了吸引另一只动物攻击威胁两栖动物的捕食者，在这种情况下，落叶蛙(Haddadus binotatus)是巴西大西洋雨林的一种特有物种。

研究人员记录了两次求救信号。当他们使用特殊的软件分析声音时，他们发现它的频率范围在7千赫兹(kHz)到44千赫之间。人类无法听到高于20千赫的频率，这被归类为超声波。

青蛙防御行为的观察

在发出求救信号的同时，这只青蛙会做出一系列典型的防御捕食者的动作。它抬起身体的前侧，张大嘴巴，向后甩头。然后，它部分闭上嘴巴，发出一种叫声，其频率范围从人类可听到的频段(7 kHz- 20 kHz)到不可听的超声波频段(20 kHz-44 kHz)。

“鉴于巴西两栖动物的多样性是世界上最高的，有超过2000种被描述的物种，发现其他青蛙也发出这种频率的声音并不奇怪，”Mariana Retuci Pontes说，她是这篇文章的合著者，也是IB-UNICAMP的博士候选人，获得了FAPESP的奖学金。

潜在的跨物种超声波通信

另一个物种使用这种策略可能是Pontes自己偶然发现的。2023年1月，在访问位于圣保罗州Iporanga的上里beira州立旅游公园(PETAR)期间，Pontes在一块岩石上看到了一种动物，可能是亨塞尔大头蛙(Ischnocnema henselii)，尽管她没有收集到这种动物来准确识别物种。        

她抓住青蛙的腿试图拍照，却惊讶地发现它的防御动作和求救信号与双爪龙非常相似。一条矛头蝮蛇(Bothrops jararaca)就在几英尺远的地方，这显然证实了这种行为是对捕食者的反应的假设。

研究进展与未来方向

她能够录下一段视频，但无法分析音轨以确认超声波频段的存在。根据H. binotatus的文件，抓住青蛙的腿是研究人员通常用来模拟捕食者攻击的动作。

“这两个物种都生活在落叶层中，大小相似(在3厘米到6厘米之间)，有相似的捕食者，所以有可能I. henselii也用超声波发出求救信号来防御天敌，”Luís Felipe Toledo说，他是这篇文章的最后作者，也是IB-UNICAMP的教授。他是FAPESP支持的“从自然史到巴西两栖动物保护”项目的首席研究员。

Toledo第一次怀疑H. binotatus发出的声音频率太高，人类无法听到是在2005年，当时他是里约热内卢克拉罗的保罗州立大学生物科学研究所(IB-UNESP)的博士候选人。但是，由于当时现有设备的限制，他无法核实20千赫以上的频率。        

还有三种亚洲两栖动物的超声波呼叫记录，但有关频率用于同一物种的个体之间的交流。在哺乳动物中，超声波的使用在鲸鱼、蝙蝠、啮齿动物和小型灵长类动物中很常见。直到Souza等人的研究，人们才知道两栖动物用它来防御捕食者。

研究人员现在计划解决这一发现引发的一系列问题，比如哪些捕食者对求救信号敏感，它们如何反应，这种叫声是为了吓唬它们还是吸引它们的天敌。“有没有可能这种叫声是为了吸引一只猫头鹰来攻击一条即将吃掉青蛙的蛇?”Souza很好奇。

参考文献:“Ultrasonic distress calls and associated defensive behaviors in Neotropical frogs” by Ubiratã Ferreira Souza, Guilherme Augusto-Alves, Mariana Retuci Pontes, Lucas Machado Botelho, Edélcio Muscat and Luís Felipe Toledo, 8 January 2024, acta ethologica.