雌性斑胸草雀寻找能唱得恰到好处的伴侣

人类并不是唯一认为歌声对异性有吸引力的生物，鸣禽也如此。在大约4,000种只唱一首歌的鸣禽中，大约有三分之一的鸟的歌声能够吸引潜在的伴侣，这一直是一个长期存在的谜团。

在一项新的研究中，德克萨斯大学西南医学中心的研究人员使用人工智能(AI)来分析斑胸草雀的歌曲，以识别表明性吸引力的品质。他们发表在《自然》杂志上的研究结果表明，雌鸟能从雄鸟的歌声中发现线索，而这些线索对于人耳来说过于复杂而无法解读。

“几十年来，科学家们一直试图了解一首歌如何表明生殖健康，并允许该物种的雌性在雄性追求者中进行选择。我们的研究表明，雌性鸣禽正在以比以前想象的更复杂的方式评估雄性健康，”德克萨斯大学西南医学中心神经科学副教授、托马斯·O·希克斯医学研究学者托德·罗伯茨博士说。Roberts博士还是UTSWPeterO'DonnellJr.大脑研究所的研究员。

罗伯茨博士与丹亚尔·阿拉姆博士共同领导了这项研究，丹亚尔·阿拉姆博士是罗伯茨实验室的前研究生，目前是加州大学旧金山分校的博士后研究员。

罗伯茨博士解释说，斑胸草雀在美国经常被当作宠物饲养，是研究最多的鸣禽。与其他鸣禽一样，只有雄性在三个月大时才会唱歌、学习和模仿父亲低声吟唱的三到七个“音节”歌曲。其他研究表明，科学家们在这个关键时期将雄性鸟类与它们的父亲分开，这些研究表明这些鸟类会唱即兴的歌曲。然而，唱这些临时曲调的鸟类不太可能吸引配偶，这表明雌鸟更喜欢模仿歌曲的配偶，而不是即兴表演的配偶。

在这项研究的基础上，阿拉姆博士开发了一个人工智能程序，他将其命名为“深度鸟类网络”(DAN)，该程序分析了罗伯茨实验室49只斑胸草雀的声音特征。这些鸟中大约一半会模仿它们父亲的歌曲，另一半则唱即兴创作的歌曲。DAN使用近50万个音节的数据，将那些共享特征的音节聚集到可视化地图上。

罗伯茨博士说，当研究人员分析这些地图时，他们发现模仿歌曲的簇之间的路径比即兴歌曲要长得多，这表明模仿歌曲具有更高的复杂性，尽管这种复杂性对于人类来说是无法区分的。

为了确定这种复杂性是否对雌性斑胸草雀更具吸引力，研究人员开发了具有较长和较短路径歌曲特征的合成歌曲。然后，他们让雌鸟在一个简单的T形迷宫中自由飞行，并在两端播放对比鲜明的歌曲。女性最终在播放较长路径(模仿)的歌曲时花费了更多的时间，这表明她们发现它更具吸引力。

为了了解为什么这些歌曲可能预示着性健康，研究人员使用DAN来分析父亲及其后代模仿的歌曲。尽管后代很容易模仿音节聚集在较短路径中的歌曲，但那些父亲唱更复杂歌曲的孩子不太可能忠实地复制这些特征，这表明这些歌曲更难学习。

罗伯茨博士解释说，拥有学习这些更难的歌曲的资源和思维敏锐度可能对潜在的伴侣更有吸引力。他和他的同事计划在未来的一项研究中测试由DAN确定的唱较复杂歌曲的鸟类是否比唱简单歌曲的鸟类更有可能产生后代——这是对繁殖适应性的真正考验。