灵长类语法新发现：野生橄榄疣猴的渐进式信息处理机制揭示动物通讯的进化根源

《iScience》：A primate grammar enabling incremental processing

本期推荐：瑞士纳沙泰尔大学团队通过Kullback-Leibler Divergence和Prediction Gain方法，解析西非橄榄疣猴(Procolobus verus)警报序列的语法结构，发现其双音位系统能通过位置编码实现紧急程度分级(Eagle/Leopard/Tree)和渐进式指代确认，首次证实非人灵长类具备类似人类语言的增量处理能力，为语言进化研究提供关键实证。

　　

在茂密的西非雨林中，橄榄疣猴(Procolobus verus)面临着来自冠鹰(Stephanoaetus coronatus)、豹(Panthera pardus)和倒塌树木的三重威胁。这种高度隐秘的灵长类却仅用"A"（短促低频）和"B"（高频长音）两种基本叫声，通过复杂组合传递精确的生存信息。长久以来，科学家们困惑于动物通讯系统如何平衡信息传递效率与复杂性——为何在生死攸关的捕食场景中，许多物种仍要耗费时间发出冗长序列？这背后是否隐藏着更精妙的认知机制？

瑞士纳沙泰尔大学联合圣埃蒂安大学等机构的研究团队，通过分析1994-2022年间284组实验诱发的警报序列，首次揭示这种双音位系统蕴含的语法规则能支持增量处理(incremental processing)。研究采用Kullback-Leibler Divergence（信息熵差异度量）和Prediction Gain（预测增益）模型，证明序列前三个位置形成功能分化：首音位区分紧急程度（A=紧急/鹰，B=非紧急/豹或树），次音位保留修正空间，三音位完成指代确认（BA?=豹，BAA=树，AAA=鹰）。这种"紧急优先-渐进确认"的结构，使听众能在序列完成前就做出准确预测，最大程度缩短反应延迟。

关键技术方法包括：1) 在塔伊国家公园对30个野生猴群进行跨年度的声学记录（N=284序列），含豹吼/鹰啸回放和视觉模型刺激；2) 构建序列位置与指代关系的概率模型；3) 应用信息论方法量化各位置的信息增益；4) 通过3,000,000次排列检验验证统计显著性。

研究结果呈现三大发现：

1. 序列结构规律性
   通过trie树模型显示，首音位即实现72%的鹰威胁识别准确率（A起始），而B起始序列52%指向豹。第三位置使鹰识别率提升至91%，形成"紧急分级-指代确认"的功能分层。

2. 信息增益模式
   Kullback-Leibler Divergence分析显示，信息增益呈阶梯式跃升：首音位实现基础分类（ΔD=0.42），三音位完成指代确认（ΔD=0.38），中间位置保持信息平稳（p>0.05）。这种非连续增益模式突破传统"线性累积"假设。

3. 语境无关性
   无论通过听觉（回放）还是视觉（模型）感知威胁，或威胁来源方位（地面/树冠），序列结构保持稳定（p=0.83），表明语法规则具有抽象性。

讨论部分指出，该研究首次在非人灵长类中发现：1) 类似人类语言的增量处理特征，支持"预测编码"(predictive coding)理论的进化连续性；2) "紧急优先"(Urgency Principle)的实证案例，解释为何首音位编码而非完整序列决定初始反应；3) 简单系统（双音位）通过位置语法实现复杂指代的机制。这些发现为理解语言进化提供新视角——人类语言的增量处理能力可能源于更古老的认知适应，而非近期突变。

值得注意的是，序列中段（如第4-20位）虽无指代增益，但可能承担社会协调或抗干扰功能，这为后续研究指明方向。研究也存在局限，如尚未通过回放实验验证听众的实际解码策略。这项发表于《iScience》的工作，通过跨学科方法架起了动物行为学与语言进化研究的桥梁，为探索认知能力的深层进化根源树立了新范式。