摘要

回聲定位動(dòng)物會(huì)主動(dòng)發(fā)出超聲波脈沖，并通過感知聲波反射來確定在黑暗且通常是三維空間中的物體位置。因此，回聲定位的精確性取決于所發(fā)出聲波的屬性，如頻率、持續(xù)時(shí)間和聲波的“形狀”，以及這些超聲波是如何被調(diào)制、反射、接收和解釋的。然而，目前尚缺乏一個(gè)統(tǒng)一的理論來解釋不同回聲定位物種之間超聲波叫聲設(shè)計(jì)的功能適應(yīng)性。為了解決這一問題，我們首次進(jìn)行了全面的全球宏觀進(jìn)化分析，探討了回聲定位動(dòng)物叫聲設(shè)計(jì)與功能適應(yīng)性之間的關(guān)系。通過系統(tǒng)的文獻(xiàn)回顧，我們確定了1,329種主要分布于熱帶地區(qū)的回聲定位哺乳動(dòng)物和鳥類物種，此外還有117種尚未得到確認(rèn)的回聲定位物種。為了將回聲定位叫聲設(shè)計(jì)與功能適應(yīng)性聯(lián)系起來，我們基于來自140個(gè)國(guó)家2,838個(gè)陸地和水生研究地點(diǎn)的5,146條聲學(xué)記錄對(duì)叫聲進(jìn)行了特征分析。通過比較系統(tǒng)發(fā)育分析，我們發(fā)現(xiàn)回聲定位叫聲與以下因素有關(guān)：(i) 與定向功能相關(guān)的叫聲頻率及其變化參數(shù)；(ii) 與捕食行為相關(guān)的叫聲類型和持續(xù)時(shí)間。盡管不同物種的回聲定位動(dòng)物發(fā)出的叫聲具有高度特異性，但我們沒有發(fā)現(xiàn)社會(huì)系統(tǒng)或性別體型差異對(duì)回聲定位叫聲特征有一致的影響；然而，形態(tài)學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育上的限制在全球范圍內(nèi)顯著影響了回聲定位叫聲的設(shè)計(jì)。這種回聲定位叫聲設(shè)計(jì)與功能之間的聯(lián)系表明，叫聲是根據(jù)整體生態(tài)位條件進(jìn)行適應(yīng)的，從而解釋了回聲定位物種在全球范圍內(nèi)的分布及其適應(yīng)性輻射的概念性宏觀進(jìn)化基礎(chǔ)。