使用便携音视频阵列揭示共栖珊瑚栖息鱼类的声学生态

倾听珊瑚礁上的生命

珊瑚礁以其色彩斑斓而闻名，但它们同时也承载着一个隐藏的声音世界。许多礁栖鱼类通过劈啪声、咔嗒声和低沉声发出“言语”，这些声音能在浑浊的水中传播，也能在夜间视觉失效时被感知。本研究展示了科学家如何通过窃听两种微小珊瑚栖息鱼类的求偶活动，了解它们的叫声如何随地点变化，以及海洋增温可能如何重塑水下求偶行为。

礁鱼如何使用声音

已知有超过一千种鱼会发声，它们利用声音来吸引配偶、防卫领地、保持群体一致或警示危险。然而，对于这些噪音中的大多数，我们仍不知道是哪种物种发出的，也不清楚其确切含义。在生物喧闹的珊瑚礁上，这一知识空白尤其明显——许多动物同时发声，水体也可能浑浊。对两种生活在分枝珊瑚中的小型小雀鲷雄鱼来说，它们会表演充满能量的“信号跃动”：雄鱼向上冲出珊瑚，随后俯冲回去，同时发出快速的一串声脉冲。这些短促的脉冲列携带了关于物种身份和发声者状态的信息，可能帮助雌鱼选择配偶，并防止亲缘关系很近的物种之间发生杂交。

便携式水下监听站

为了解析谁在发声，研究者使用了一种紧凑、低成本的监听站，将四个水下麦克风与一台视频相机组合在一起。框架放置在单株珊瑚周围的沙地上，相机从短距离处拍摄。这一设置使研究团队能够自动检测声脉冲，确定每个脉冲在三维空间中的来源位置，并将视频中的运动与声音进行匹配。通过聚焦于与雄性信号跃动的上下运动相匹配的脉冲列，他们能够自信地将每种叫声类型与两种小雀鲷中的一种以及其在自然环境中的求偶行为相联系，而不是在人工水族箱中观察到的行为。

比较两处礁区与两种物种

研究团队在澳大利亚的两个礁区部署了这些阵列：西部的宁格鲁（Nyinggulu／宁加卢）海岸的珊瑚湾和东部的大堡礁的蜥蜴岛。在每个地点，他们记录了多个仅被这两种小雀鲷之一占据的珊瑚群落。从超过12,000分钟的录音中，他们提取了数百次求偶脉冲列，并测量了若干简单特征，例如每列包含多少脉冲、脉冲列和单个脉冲持续多长、脉冲之间的间隔速度以及每个声音的主导频率。然后，他们使用单变量和多变量统计方法比较了物种之间及两个礁区之间这些特征的差异，以确定差异最大的方面。

局部环境留下声学指纹

这两种物种的叫声确实不同，符合在求偶过程中依赖声音的近缘动物的预期。但更强烈的模式是：同一物种在珊瑚湾和蜥蜴岛之间的叫声差异，比同一地点不同物种之间的差异更大。在珊瑚湾，珊瑚正经历持续的热应激与更温暖的水温，雄鱼发出的脉冲列更长、脉冲数量更少且节律更慢。在蜥蜴岛较凉、恢复期的条件下，脉冲列倾向更短、脉冲间隔更近且主导频率更高。这些模式与肌肉性能和能量使用随温度变化的已知规律相符，表明长期热应激和近期热浪可能正在改变鱼类发声的方式，而不仅仅是改变它们发声的频率。

这对珊瑚礁意味着什么

通过将特定声音与特定鱼类和行为相联系，这项工作将水下噪声转化为强有力的生态信号。研究表明，便携音视频阵列可以揭示社会信号在不同种群间如何变化并对局部环境产生反应，提供了对珊瑚礁健康进行长期、非侵入式监测的有前景工具。对普通读者来说，关键结论是：随着海洋变暖和珊瑚反复发生白化事件，即便是小型礁鱼的“情歌”也在发生变化。追踪这些微妙的水下交流变化，可以帮助科学家了解哪些种群在适应、哪些在挣扎，以及如何最好地保护珊瑚礁那丰富但脆弱的声学生态社区。

引用: Azofeifa-Solano, J.C., Mouy, X., Erbe, C. et al. Uncovering the acoustic ecology of sympatric coral-dwelling fish with portable audio-video arrays. Sci Rep 16, 8235 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38774-3

关键词: 鱼类声学交流, 珊瑚礁生态学, 小雀鲷求偶, 海洋热浪, 被动声学监测