座頭鯨分層歌唱正成為海洋聲學監測新工具

雄性座頭鯨能在冬季繁殖季連續歌唱數小時，歌聲在水中傳向數英里之外。數十年來，研究者一直關注這些歌聲"聽起來如何"，卻始終不清楚鯨魚歌唱時身體究竟在做什么。由雪城大學文理學院博士畢業生朱莉婭·澤（Julia Zeh）參與、生物聲學與行為生態學實驗室蘇珊·帕克斯教授領銜的研究，揭示了座頭鯨歌曲結構與其水中運動之間的直接聯系：特定的歌曲段落對應潛水的特定階段。

為采集數據，澤與同事在2018至2024年間，于毛伊島外海給歌唱中的座頭鯨臨時佩戴聲學—運動記錄標簽。這些約平板大小的無創吸盤裝置，從小艇用長桿或無人機布放，記錄鯨的發聲與運動，直到吸力失效脫落、供研究者回收下載。團隊最終為16頭鯨佩戴標簽——按標記標準已是頗具代表性的樣本，足以反映夏威夷更廣泛的繁殖群體。

一些被標記鯨連續重復同一首歌長達16小時不停，這一發現本身已令團隊意外。但更重大的發現在于歌聲結構隨運動的變化：反復出現的"主題"（themes）穩定對應潛水的特定部位。早期研究注意到某些主題常在鯨接近水面時出現，卻無人將整首歌的結構與完整潛水周期相連。

這種歌曲與深度的關聯暗示著不止巧合。澤指出，鯨在潛底、深度相對恒定的階段所唱主題，其變異性不同于其他段落——這提示這些部分或受性選擇更強塑造，可能作為雄鯨個體質量的信號；而與潛水其他階段相關的主題，則可能受制于管理氧氣與浮力的實際需求。這為研究歌曲變異提供了方向："若關注由性選擇驅動的變異，該從歌曲哪些部分入手便有了線索。"

這一發現具有實用價值。聲學監測已是追蹤鯨群數量的常用手段；理解歌聲與運動的關系，或能僅憑錄音就估算鯨的深度與位臵，從而建立正常行為的清晰基線——在檢測鯨是否受船舶交通或海洋噪聲干擾時尤為重要。同樣模式能否推廣到夏威夷以外的座頭鯨群體仍是開放問題，但澤預期類似的生理約束廣泛適用。這項將生物聲學分析與生物記錄技術結合的工作，為研究生理、環境與歌曲社會傳播如何共同塑造這一自然界最復雜的習得行為提供了新視角，其方法也有望拓展至其他物種。研究發表于《當代生物學》（Current Biology）。

澤預期，類似的生理約束——比如在特定深度維持氧氣與浮力的需求——很可能廣泛適用于其他座頭鯨群體；但不同半球間歌曲演化已被記錄出差異，這意味著不同種群所受的歌曲結構壓力未必相同。要回答這一點，需要在全球各繁殖地的歌唱鯨群上收集可比較的標簽數據。

這項研究扎根于雪城大學帕克斯實驗室多年的積累，澤在那里專注于動物行為、聲學與海洋生物學的交叉，最終練就了將生物聲學分析與生物記錄技術結合、且此前無人用于座頭鯨歌聲的獨門方法。它打開了一扇重新提問的窗：當我們長久只透過"聲音"研究鯨歌，或許遺漏了歌聲與身體運動共同編織的意義。

更廣闊的遠景在于方法的遷移：以"運動"為透鏡重審鯨歌的思路，不僅能服務于座頭鯨的保護與生態監測，也有望成為研究其他物種復雜聲學交流的范本。正如澤所言，在雪城大學的訓練改變了她對這一領域可能性的想象——而科學，往往就始于換一個角度去傾聽。