尽管雄性座头鲸在冬季繁殖期会使用悠长而复杂的歌声，但科学家们一直不清楚它们唱歌时的具体身体行为。
一项新研究揭示了雄性座头鲸歌声的结构与其在潜水周期中身体动作之间的直接联系。科学家们长期研究这些绵延不绝的求偶小夜曲，而这项研究则将声音模式与身体生理学连接了起来。纽约雪城大学发现，鲸鱼的歌声结构直接围绕着潜水的深度、浮力和氧气管理展开。
令人惊讶的是，有些座头鲸能连续歌唱长达16个小时，并且首次发现特定的歌声“主题”在整个潜水周期中呈现出一致的分布规律。
跟随节奏下潜
如何追踪一头唱歌的巨兽？需要非常小心，还得用上一根长杆。
2018年至2024年间，研究团队在毛伊岛近海给16头雄性座头鲸装上了标签。他们从小船上用长杆和无人机，将平板电脑大小的吸盘式录音设备吸附在鲸鱼背上。这些非侵入式的标签能同时追踪运动与声音。
这些设备最终会自行脱落，浮上水面，交出它们收集的数据宝库。
研究人员看到的结果令人惊讶。有些雄性持续歌唱长达16个小时。更令人着迷的是它们动作编排的精确性：某些主题总是在下潜时唱，另一些在上升时唱，还有一套完全不同的主题在海底悬停时唱。
研究表明，座头鲸的歌声起到了一种展示体力和耐力的生理信号作用。
在最大深度处，水压巨大且深度稳定，音乐主题在个体间表现出高度变异。这可能就是性选择发挥作用的地方。这相当于座头鲸的“声音炫耀”，向潜在配偶和竞争对手展示，歌唱者拥有足够的肺活量和体能，能在深水下完成复杂多变的歌声。
相比之下，上升和下降过程中演唱的主题则受到氧气管理和浮力控制等生理需求的制约。
“这为我们指明了方向：如果我们对变异感兴趣，就应该研究歌曲的哪些部分，而这种变异很可能是由性选择驱动的。”雪城大学艺术与科学学院的博士毕业生朱莉娅·泽说道。
监听鲸歌，守护海洋
基于在雪城大学多年的博士实地考察，朱莉娅·泽开创性地将生物声学与生物记录运动数据相结合，重新构建了科学家研究座头鲸歌声的方式。
这些发现将声音与运动联系起来，为座头鲸歌声背后的演化历程和生物学限制提供了前所未有的洞见。
将座头鲸的歌声结构与潜水深度联系起来，有助于仅通过声音监测来估计鲸鱼的位置，从而建立起正常行为的基线，以便更好地察觉船只交通和噪音等人类干扰。
虽然生理因素可能适用于所有座头鲸，但全球不同种群的歌声演化差异意味着，还需要进一步开展国际标记研究，以证实这种深度-歌声模式在夏威夷水域之外是否依然成立。
研究人员现在可以检验其他大洋的座头鲸种群是否也遵循同样的身体编排，从而为全球海洋保护开辟新途径。
这项研究成果于8月3日发表在《当代生物学》期刊上。
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