很多生物都有相同的节奏速度，这是一个未解之谜

撰文｜阿尼尔班·穆科帕迪亚伊（Anirban Mukhopadhyay）

在泰国的红树林里，研究人员拍摄马六甲屈翅萤（Pteroptyx malaccae，一种以同步闪光著称的萤火虫）时，注意到一个巧合：附近蟋蟀的鸣叫，似乎和萤火虫的闪光合上了拍子。“我当时想，哇，难道这两种昆虫会相互影响？”美国西北大学的生物物理学家盖伊·阿米柴（Guy Amichay）说。在一项探讨这一现象的新研究中，他是第一作者。“这也让我大感惊讶，因为一个用的是光，一个用的是声音。”

进一步分析发现，两种信号的频率几乎一样：约为2.4赫兹，即每分钟约145拍。

两者的节奏如此接近，或许确实只是巧合。不过，研究人员梳理动物交流方面的研究后发现，在体型悬殊的动物身上，反复出现着一个较宽的节律范围：从萤火虫、招潮蟹到鱼类、鸟类、猿类和人类，它们发出信号节律都常常落在约0.5到4赫兹的范围内，即每分钟30到240拍。

研究人员在《公共科学图书馆·生物学》（PLOS Biology）上报告了这些发现。他们还从庞大的野生动物声音资料库xeno-canto中筛查了124段录音，找出了50种发出有规律节奏信号的动物。这些信号的节奏也集中在上述范围内，分布峰值约为每分钟180拍。

“物种和交流方式如此多样，却可能有着共同的节奏，这确实很有意思。”荷兰阿姆斯特丹大学（University of Amsterdam）的音乐认知研究者亨克扬·霍宁（Henkjan Honing，并未参与这项研究）说。他补充道，大多数西方流行音乐的节奏速度约为每分钟120拍（2赫兹），也在这个范围内。

其中许多物种在生理上也能发出这个节律范围外的信号。那么，它们为什么不这样做？为了回答这个问题，研究人员将目光从信号的发送者转向了接收者，因为所有信号最终都要由神经元组成的神经系统来处理。

神经元不会对传入信号作出瞬时反应，它们的反应可能取决于此前几百毫秒内接收到的输入。研究人员想知道，这段处理时间是否会使神经回路对某些节奏速度格外敏感。这就像荡秋千：秋千来回摆动一趟所需的时间，决定了什么时候推一把最有效。计算机模型提示，内在“节奏”设为每分钟120拍的简单神经回路，对速度也在这一数值附近的信号反应最强。

美国康奈尔大学（Cornell University）认知科学家诺里·雅各比（Nori Jacoby，未参与这项研究）说，这些发现与数十年来有关人类节奏感知的研究相呼应：虽然人类能与快慢相差很大的节奏保持同步，但感知和打出节拍的表现往往在一个偏好的速度范围内达到最佳，约为每分钟85～120拍。

霍宁提醒，神经机制只是其中一种可能的解释。运动或呼吸等其他生物节律，也可能影响动物交流时的节奏速率。差异如此悬殊的物种为何会采用相似的节奏速度，仍是一个有待解答的问题。

本文选自《环球科学》10月刊“前沿”栏目。

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