当动物坐在地上“唱歌”时(例如蟋蟀鸣叫时)，它们的音量和触及范围会急剧增加，多达十倍。西方研究人员今天在《美国国家科学院院刊》上发表的一项研究结果与动物交流领域长期以来的信念相矛盾，该领域认为地面是声音传播的障碍。

　　“蟋蟀是了解动物交流如何进化的一个很好的测试案例，因为蟋蟀的数量太多了，”该研究的主要作者、西安大略大学生物学系前博士后助理艾琳·布兰特(Erin Brandt)说。“它们分布在这棵巨大的进化树上，并且使用不同的策略来最大限度地提高呼叫效率。”

　　蟋蟀用翅膀发出叫声或“鸣叫”来吸引配偶。一些蟋蟀物种，例如树蟋蟀，甚至会制造称为挡板的工具(通过在叶子上刻洞)来帮助它们发出更大的声音。

　　为了更好地理解这种自然现象，布兰特和加拿大无脊椎动物神经生物学研究主席 Natasha Mhatre 领导的团队设计了模拟不同蟋蟀唱歌的计算机模型。这些模型涵盖了它们的整个自然尺寸和频率范围，研究人员通过从论文、博物馆标本和在线数据库中精心收集数据，从一百多种蟋蟀的翅膀和歌曲中测量了这些模型。

　　确定基线后，Mhatre、Brandt 以及本科生 Sarah Duke 和 Honglin Wang 接下来测试了添加声学工具(挡板)是否可以提高地面蟋蟀歌曲的效率。他们发现，是的，所有蟋蟀都可以从挡板中受益。

　　但如果情况确实如此，而且使用挡板等工具如此有利，为什么 6,000 多种蟋蟀中没有更多的蟋蟀使用它们呢?

　　布兰特说：“我们认为，它们所处的环境使工具成为只有少数使用它们的物种的好选择。”

　　为了更深入地研究，研究人员通过添加地面和植被等元素，更真实地重新建模了计算机生成的环境。令他们惊讶的是，他们发现当动物坐在陆地上唱歌时，它们的声效率(音量和范围)可以比常规回报增加 10 倍以上。

　　姆哈特说：“我们从蟋蟀身上学到的是，如果你的体型较小且能有效地发出声音，那么靠近地面时你可以发出更大的声音。” “不要把你的扬声器放在树上。如果你想大声，把它放在地上，实际上你会做得更好。”

　　通过更深入地探索声学文献，他们发现不仅仅是蟋蟀可以从使用地面作为放大器中受益。狼、吼猴、青蛙，甚至是小蝉，如果将地面(或另一个相对平坦的表面，如水或树干)融入到它们的交流策略中，它们都会发出更大的叫声。

　　研究人员表示，之前的动物声学研究中缺少考虑歌唱力度与声音输出之间关系的原则，因此一些基本的生物声学理论可能需要改变。

　　“物理学表明，我们关于蟋蟀的发现应该适用于所有动物。这项研究有可能使我们重新编写有关动物交流的教科书，”现任芝加哥大学博士后学者布兰特说。

　　姆哈特是世界领先的树蟋蟀和声音通讯专家，他对这项研究显示的动物王国 工具使用情况也感到兴奋。

　　“自从我们研究动物工具以来，就有一个压倒性的假设一直存在。它说工具并不能真正为动物提供很大的实用性，因此它们并不常见，”姆哈特说。“但在一项研究中，我们可以采用一种工具，并给出其确切产量的数字，并真正检验这一假设。事实证明它们是有用的，但有不止一种方法可以大声表达。”