机器人求爱青蛙或助揭示复杂行为的进化

一只机器青蛙鼓起它的声囊以“吸引” 雌性同加拉泡蟾（Túngara）。

美国国家地理报道，一项最新的研究表明，一只能够向真实青蛙求爱的机械青蛙或能够帮助揭示复杂行为，类似挑选配偶的进化问题。

雌性同加拉泡蟾选择配偶时往往面临复杂的情况。雄性青蛙会聚集在一起进行繁殖合唱，鼓起声囊并发出交配的呼叫声。和人类在喧嚣的酒吧里一样，雌性青蛙需要从刺耳的音调中抽取有用的信息，从而选择最佳配偶。

分别来自美国德克萨斯大学奥斯汀分校和美国马里兰州索尔兹伯里大学的生物学家迈克尔·瑞安（Michael Ryan）和瑞安·泰勒(Ryan Taylor)，创造了一只机器人雄性青蛙，以理解雌性青蛙如何感知与自然环境里所见和所听到的不一样的雄性叫声，并做出反应。

雌性青蛙所需要的是什么？

雄性青蛙通过一种类似哀鸣声的叫声吸引雌性。它们有两种方法使得哀鸣声更加性感：在哀鸣声后立即添加“咯咯声”，以及在发出叫声时鼓起自己的声囊。瑞安和泰勒主要关注于这些视觉和声音元素的计时。他们创造的机器人青蛙能够产生一种基本的哀鸣声，但是在经过短暂的停顿后，它或者鼓起声囊或者添加咯咯声。

结果发现，雌性青蛙对声囊鼓起和随后的咯咯声都并不感兴趣，它们的反应与雄性青蛙仅仅发出哀鸣声时是一样的。但是，当这两个毫无吸引力的线索结合在一起时，有趣的事发生了。声囊鼓起“从感知方面营救了”后期的咯咯声，两者与前期的哀鸣声紧密相连，结果产生的信号对雌性青蛙具有强烈的吸引力。

寻找其中的噪音

为什么结合两个后期求偶信号就使得这些叫声更加性感呢？瑞安将它与我们的大脑在“持续性错觉”测试里的反应相对比。在这些测试里，研究人员播放了一组哔哔声。如果在这些哔哔声之间播放足够响亮的白噪声，人们就会听到哔哔声是连续的音调，而非被噪声打断的一对对的哔哔声。

科学家认为这个现象与我们大脑过滤背景噪音的能力有关。“我们需要以不寻常的方式，将这些事联系在一起感知，从而从大量噪声里提取有意义的信号。”瑞安这样说道。

将相同信号的元素连接在一起，同时过滤背景噪音，这对雌性同加拉泡蟾来说非常重要。在喧嚣且令人迷惑的繁殖合唱声中，它们需要鉴别哪一只青蛙产生了最具吸引力的叫声，即使很多只青蛙都在发出互相重叠的叫声和视觉信号。瑞安和泰勒认为声囊鼓起类似于持续性错觉里的白噪声，使得哀鸣声和咯咯声联系在一起形成单一性感的信号。

进化的复杂性

瑞安表示，这项研究帮助解释了复杂的特征，例如同加拉泡蟾多重感官交配信号，是如何进化的。“这是复杂特征从简单特征进化而来的例子之一，”瑞安说道。神经机制使得青蛙能够从夹杂着繁殖合唱声的混乱噪音信号里抽取有用的信息，这导致了随着时间的推移交流和感知信息的新方法的发展。寻找有意义的信息可能也是复杂行为进化的驱动力。它帮助了同加拉泡蟾从所有的雄性青蛙里挑选出它的白马王子。（凤凰科技 编译/严炎刘星）