鸣禽的幼鸟通常通过向临近的同类雄性学习来习得歌唱本领，而大自然中不乏多种物种并存，特别是相近物种并存的情况。如果一只鸣禽幼鸟的生活环境中充满了亲缘关系相近的鸟类的歌声，那么在这种“双语”甚至“多语”的情况下，小鸟会不会学错了语言呢？要知道歌唱本领往往是小鸟求偶的关键，如果唱的不对，小鸟可能无法成功地找到同类配偶，说不定还可能会发展跨物种“恋情”。换言之，能否正确识别同类叫声是个体是否可以成功找到同类配偶，以及维持不同物种间的生殖隔离的关键。
绘图：莘莘
所幸的是，幼鸟具备了区分同类和不同类的叫声的能力，之前一项关于9天大的白领姬鹟（Ficedula albicollis）的研究发现，与听到异类的叫声相比，幼鸟听到同类叫声后新陈代谢水平会增强。但是幼鸟这种在复杂的“多语”情况下识别出它应该学习的“母语”能力背后的机制还不甚清晰。这种关键性的能力是先天由基因决定的呢，还是通过后天习得的呢？近日，一组来自瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University）的科学家通过研究白领姬鹟（Ficedula albicollis，最后一个字中文念wēng）和斑姬鹟（Ficedula hypoleuca）找到了这个问题的答案，并将研究结果发表在在《自然》杂志上。
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白领姬鹟和斑姬鹟同属于雀形目鹟科，分布地区互有重叠：白领姬鹟主要分布在欧洲东南部和亚洲西南部，冬天的时候会迁徙至非洲撒哈拉以南地区；斑姬鹟主要分布与欧洲和西亚，冬天则主要迁徙至西非地区。这项研究主要针对的是共同生活在瑞典厄兰岛上的白领姬鹟和斑姬鹟种群。在该岛上，这两种物种之间存在着一定的跨物种配对的现象——约有6%的夫妻档是混搭组合。
自2002年起，该组科学家在厄兰岛上安放了多处鸟巢来监测研究这两种鸟类的行为，这项研究中的实验所采用的鸟巢安置区域主要集中在厄兰岛北部，共有11个鸟巢安置区，其中7个区域主要分布着白领姬鹟，剩下4个区域则主要分布着斑姬鹟。
白领姬鹟和斑姬鹟的叫声的频率特点互不相同，而这两种鸟类的幼鸟都是通过对临近成年雄性的印随效应来学习唱歌的本领。为了研究幼鸟对叫声的识别，科学家们共录制了36组雄性白领姬鹟和41组雄性斑姬鹟叫声的音频，并向10天大的幼鸟播放不同的叫声音频。实验发现，无论是白领姬鹟还是斑姬鹟的幼鸟都会对同类叫声表现出倾向性：听到同类的叫声时幼鸟会发出更多乞食的叫声、更多地望向鸟巢开口以及更多地移动。
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以前的研究表明，幼鸟的歌唱学习从幼鸟还未从蛋里面孵化出来就开始了。比如，壮丽细尾鹩莺（Malurus cyaneus）在孵蛋的时候会发出被称为“孵化叫声的”特定的叫声，而孵化后的小鸟发出的乞食叫声中则会含有一些来自母亲孵化叫声中的元素。通过对暗号，壮丽细尾鹩莺可以识别出哪些是自己亲生的孩子，哪些则是寄生的狭嘴金鹃。
那么，幼鸟更青睐同类的叫声是不是因为它们在蛋中的经历使得它们对同类的叫声更加熟悉呢？为了回答这个问题，科学家们采用了“混合孵化”实验，将11个白领姬鹟鸟巢的蛋与斑姬鹟鸟巢的蛋进行完全替换，这样幼鸟还在蛋里的时候，接受的则是非同类叫声的“卵教”。实验发现，即便是由不同类的家长孵化，幼鸟依旧会在听到同类叫声的时候发出更多乞食的叫声。这说明，这种对同类的叫声的倾向性并不取决于小鸟的“卵教”。
造成这种倾向性的另一个可能原因是母体效应，比如蛋黄中的激素沉积被认为对幼鸟的神经系统发育有重大影响。如果这种倾向性的确是由母体效应造成的，那么这种倾向性则应该是针对小鸟母亲品种的叫声，而与小鸟父亲的品种无关。然而，实验结果否定了这种假设。研究人员对16组混合家庭进行了相同的实验，结果发现无论是白领姬鹟母亲和斑姬鹟父亲配对的混合家庭，还是反过来由斑姬鹟母亲和白领姬鹟父亲配对的混合家庭，幼鸟都会对斑姬鹟的叫声作出更多反应。并且在这种混合家庭的情况下，跟斑姬鹟妈妈的孩子相比，白领姬鹟妈妈的孩子对斑姬鹟的叫声反应更强烈，这恰与母体效应的假设相反。
接下来研究人员将目光移向鸟类的性别染色体Z染色体。鸟类的雄性有一对Z染色体，而雌性有一个Z染色体一个X染色体。如果对同类叫声的倾向于是由Z染色体上的基因造成的，混合家庭的雌性幼鸟，考虑到她的Z染色体来自父亲，则应该更青睐于父亲种类的叫声。同样地，科学家并未发现支持这种解释的实验结果。混合家庭的幼鸟无论父母的组合类型或幼鸟的性别如何，都会对斑姬鹟的叫声作出更多反应，这说明决定鸟类对同类叫声的倾向性的等位基因应该位于常染色体上，并且斑姬鹟在该等位基因上具有更大优势。在这种优势的作用下，混合家庭的后代则会更倾向于与纯种的斑姬鹟交配，造成了从白领姬鹟到斑姬鹟的基因漂移。
这项研究受样本数目所限，并不能进一步验证常染色体和性别染色体或者母体效应之间是否存在交互作用，但实验结果表明了幼鸟对同类叫声的倾向性并不取决于后天的“卵教”，同时与母体效应无关。幼鸟识别同类叫声的关键能力是天生的，由常染色体上的等位基因所决定。这个结果说明，对于鸣禽而言，即使是相似物种之间也存在基因分化，并且幼鸟对同类叫声的区分可能对鸣禽的物种形成有重要作用。（编辑：婉珺）
参考资料
- Wheatcroft, D., & Qvarnström, A., Genetic divergence of early song discrimination between two young songbird species， Nature Ecology & Evolution 1, Article number: 0192 (2017) doi:10.1038/s41559-017-0192
- McFarlane, S. E., Söderberg, A., Wheatcroft, D. & Qvarnström, A. Song discrimination by nestling collared flycatchers during early development.Biol. Lett. 12, 20160234 (2016).
- http://www.guokr.com/article/386038/