
《新科学家》的“反馈”版块有一个关于“命名决定论”的系列文章,这种奇怪的现象是,一个人的名字与他们的职业惊人地吻合,比如一位名叫Lord Brain的神经科医生,或者一篇由Splatt and Weedon撰写的关于泌尿学的文章。现在,这里还有另一个例子——一篇关于一位名叫Bass的科学家所写的研究歌唱鱼的新论文。

除了Big Mouth Billy这种挂在墙上的恐怖玩意儿,鱼类并不以其发声技巧而闻名,但有一类——蟾鱼和海螄——却非常吵闹。它们通过振动鱼鳔(保持浮力的器官)发出各种低沉的咕噜声和哼哼声。
在《生命的考验》中,大卫·爱登堡讲述了美国一个海湾的居民被一种贯穿他们家的、令人烦恼的嗡嗡声所困扰,几近疯狂的故事。最终,一位海洋生物学家通过水下麦克风播放录音,吸引了成群的雌性蟾鱼,从而发现了声源。原来是那些求爱的雄性蟾鱼制造了这些噪音,它们“性感的歌声”是引起所有骚乱的原因。
现在,康奈尔大学的安德鲁·巴斯已经证明,这些水下“大嘴巴”发出的“曲调”是由所有脊椎动物共有的神经元组驱动的。这个“发声运动核”很可能存在于整个群体的最后一个共同祖先身上,并且在4亿多年前就已经进化出来了。从那时起,它驱动了各种社会交流,从鸟类优美的歌声,到蟾鱼低沉的哼哼声,再到Spice Girls(一个女子组合)更令人不适的歌声。

蟾鱼的大脑包含一个节律性放电的神经元回路,该回路使连接到其鱼鳔的肌肉收缩。这些肌肉是所有脊椎动物中最快的,它们收缩的速度决定了鱼“曲调”的音高和长度。巴斯与埃德温·吉兰德和罗伯特·贝克一起,绘制了这种发声回路在蟾鱼幼体发育过程中的图谱。
共享的回路
三人使用荧光染料标记了这些神经元在发育和相互连接时的状态。染料照亮了一个特定区域,那里是鱼脑后部与脊柱顶部交汇的地方。在所有脊椎动物中,这个后脑分为八个部分,称为菱形脑段。最后一个菱形脑段——菱形脑段8——被认为是所有发声脊椎动物叫声神经元的来源。巴斯的染料显示,蟾鱼的情况也一样。
事实上,幼体蟾鱼的发声回路的蓝图与鸟类、青蛙、两栖动物和包括人类在内的哺乳动物大脑中相应神经元的模式非常相似。他得出结论,这个回路是我们最后一个共同祖先传下来的共享进化遗产。在不同的现代群体中,网络的复杂性肯定存在差异,但其基本结构在进化过程中得到了惊人的保留。

巴斯指出,脊椎动物的发声系统是共享组件和创新组件的混合体。发声回路肯定存在于我们最后一个共同祖先身上,那是一种在陆地过渡之前几百万年前就存在的动物。但是产生噪音的器官、驱动它们的肌肉以及收缩肌肉的神经,都至少在三次独立的场合独立进化而来。这些创新的爆发共同利用了相同的发声回路,来驱动蟾鱼的鱼鳔、鸟类的鸣管以及哺乳动物和两栖动物的喉部。
达尔文本人,一如既往地富有预见性,曾对雄性歌唱鱼这样说过:
“当这个[脊椎动物]类群的原始成员情绪激动、肌肉剧烈收缩时,几乎肯定会产生无目的的声音;如果这些声音在任何方面都有益,那么通过保存适当适应的变异,它们很容易被修改或强化。”
参考文献:10.1126/science.1157632













