鸣管解剖结构与脑容量大小共同决定鸟类模仿复杂声音的精湛能力

一项最新的科学研究揭示了决定某些鸟类精确复制复杂电子声音能力的关键因素，特别是电影系列《星球大战》中机器人R2-D2的信号声。来自荷兰阿姆斯特丹大学和莱顿大学的研究人员，对鹦鹉和椋鸟等物种的叫声数据进行了对比分析。这项成果发表在《科学报告》（Scientific Reports）杂志上，其基础是对“鸟类合唱项目”（Bird Singalong Project）中收集的115段视频材料的深入分析，重点考察了鸟类对简单和多音调声学模式的模仿情况。

研究得出的一个核心观察结果是，体型较小的物种，例如虎皮鹦鹉和玄凤鹦鹉，在复制合成声音方面表现出更高的准确性。令人意外的是，尽管大型鹦鹉拥有更发达的大脑结构，但在模仿机器人信号方面却表现不佳。科学家们推测，大型鹦鹉或许能够掌握更大量的声音，但在细节处理上可能略逊一筹。这可能与其需要更活跃的社会互动有关，而体型较小的物种则可能将更多时间投入到对每一个单独拟声的精细练习中。

研究进一步揭示了发声精确度与大脑结构特征之间的关联：较小的中央脑区和外围神经核团与更优质的单音调复制能力相关联。然而，对于模仿R2-D2信号这类复杂的多音调声音而言，决定性的因素却是发声器官的解剖结构。椋鸟在复制这些复杂信号方面超越了鹦鹉。这是因为椋鸟的鸣管（syrinx）拥有两个独立的声源，使其能够同时产生多个音调，而鹦鹉则不具备这一结构优势。

鸣管，即鸟类的发声器官，位于气管底部。由于鸟类缺乏哺乳动物所拥有的声带，鸣管通过空气通过时鼓膜和栓塞的振动来实现发声功能。该器官于19世纪中叶由托马斯·亨利·赫胥黎（Thomas Henry Huxley）命名，并可能起源于它们的恐龙祖先。与人类相似，鹦鹉一次只能发出一个音调，这限制了它们精确复制由音效设计师本·伯特（Ben Burtt）创造的多音信号的能力。

综上所述，这项研究得出的结论是，要达到高水平的声乐模仿能力，尤其是在复杂的声学任务中，不仅需要与脑容量相关的认知能力，还需要解剖学上的灵活性以及探索性行为的倾向。虽然椋鸟在模仿复杂信号方面表现出卓越性，但两组鸟类都能成功应对R2-D2信号中较为简单的单音调部分。这强调了理解鸟类发声学习的多因素方法，其中形态学特征与神经网络同样发挥着至关重要的作用。