基于交流声波句法结构和识别功能的马铁菊头蝠“社会智力”研究

How do animals communicate in the complex social environment? Do they have the "social intelligence"? These are both the hot study spots in the field of animal behavioral ecology. However, most of the previous studies focused on the animals with big size brain. It is still unknown if the animals with small size brain have "social intelligence". Communication vocalization plays an important role in the information transmission and social stability. Syntactic communication vocalization and social relationship recognition are important indicators of "social intelligence". Therefore, we choose the greater horseshoe bats with complex vocal system, stable social structure and varied communication calls to study on the syntax and social relationship recognition. The aim of the present study includes: 1) documenting the syntactic structure and the behavioral response of the communication calls in greater horseshoe bats, Rhinolophus ferrumequinum; 2) clarifying the function of individual cognition and relationship recognition of communication vocalization. The results will apply the key evidence for proving if the animals with small size brain have "social intelligence", as well clarify the relationship between brain size development and the social complexity. We also hope to drive on the species diversity conservation from the angle of animal communication and social stability.

动物"社会智力"是桥连社群个体行为特征、社群结构以及自然选择压力间相互关系的重要特征。判断动物具有"社会智力"的直接证据是具有固定语法结构的交流声波，能够通过交流信号进行个体间相互识别，并能够通过旁听其他个体的声波判断自身所处的社会环境。我们的前期工作暗示了蝙蝠交流声波可能具有语法结构和社群识别功能，蝙蝠可能具有"社会智力"。因此，我们选择交流声波具有典型性和代表性的马铁菊头蝠，深入开展交流声波的语法模式和社群关系识别功能研究，阐明其叫声序列的语法结构和在不同行为背景下的变化模式，揭示交流声波的社群关系识别功能，证明马铁菊头蝠具有"社会智力"。研究结果将是在脑较小的小型哺乳动物中的新发现，将推动动物学家对蝙蝠社群维持机制的重新认识，对全面揭示动物社群结构形成机制至关重要，也将为澄清动物社群复杂程度与脑大小的关系提供关键证据，同时，为从动物交流角度进行蝙蝠的物种多样性保护提供重要的科学依据。

具有固定语法结构的交流声波，并能够通过交流信号进行个体间相互识别从而判断自身所处的社会环境，是动物具有“社会智力”的直接证据。已有的关于鸟类的研究发现脑较小的动物也可能具有“社会智力”，暗示了动物社群关系的复杂程度可能与脑的大小无关。但是，除鸟类以外的其他小型动物是否具有“社会智力”尚不清楚。.本项目以动物声学和社群行为研究的理想类群——蝙蝠为研究对象，采用专业声波录制仪（Avisoft-UltraSoundGate 416H, Avisoft Bioacoustics, Berlin, Germany）、热成像仪（Sony Digital Handycam HDR-CX760E）、专业Avisoft声谱分析软件和MySQL数据库编写程序进行声波录制与分析的先进技术手段，开展了蝙蝠交流声波叫声序列的特征与结构、音节构成方式、发声背景、句法地理进化及发声学习能力研究。. 研究结果发现马铁菊头蝠在不同行为背景下发出音节组合方式不同的叫声序列，激进背景下最可能叫声序列是由至少3个NB-SFM音节重复组成的叫声序列（NB-SFM/NB-SFM/NB-SFM），胁迫背景下最可能叫声序列为由至少4个NB-DFM音节重复组成的叫声序列（NB-DFM/NB-DFM/NB-DFM/NB-DFM），简化后两种行为背景下的发声遵循相似的噪音与纯音转化规律，证明了马铁菊头蝠交流声波存在固定的句法结构，且表达一定的情绪和行为背景。同时，对4个种群马铁菊头蝠激进声波句法地理变化研究中发现，不同种群激进背景下句法结构的音节、叫声序列和音节间的转化均存在显著性差异，首次证明蝙蝠交流声波在句法结构水平上存在方言。并在此基础上，通过对马铁菊头蝠亚成体回放不同种群交流声波的实验，证明了马铁菊头蝠亚成体具有学习不同种群交流声波的能力。此外，对5科31种蝙蝠的激进叫声声学分歧影响因素进行研究，发现种群大小、体型大小和系统进化影响蝙蝠声波的种间分歧。而且，证明了蝙蝠的声学信号能够忠实反应蝙蝠的竞争能力。. 本项目的研究结果为证明脑较小的小型哺乳动物也具有社会智力提供关键证据，为揭示蝙蝠社群维持机制以及人类语言的起源与进化机制提供重要的科学依据，同时，推动从动物文化多样性角度进行蝙蝠物种多样性保护。