没有一个侏罗纪夜晚留下录音。声波在空气中耗散能量,随即消失;化石能保存解剖形态与其他物理痕迹,却留不住早已散去的压力波。理解这一区别后,面对每一声重建的虫鸣、雁鸣、轰响与咆哮,都该先问一个比“这是真实的声音吗?”更有用的问题:这段回放中,哪些部分受解剖证据限定,哪些部分由模型补入?
两段短视频把证据的层次呈现得格外清楚。第一段配合一项 2026 年研究,材料包括内蒙古中侏罗世九龙山组出土的 20 件蟋蟀、螽斯及其近亲化石,共属九个物种。它们硬化的前翅保存了音锉、刮器,以及由翅脉围出的几何形态;研究者据此推断共振区域,这些都是发声器械留存至今的部件。[1][3] 第二段回到一件远为罕见的标本:晚白垩世鸟类 Vegavis iaai 三维保存的鸣管。矿化环留下了发声器官的骨架,真正振动的软膜则没有保存下来。[2][4]
题图化石是 Archaboilus polyneurus 的副模前翅。该物种于 2021 年根据同一侏罗纪地层的材料得到描述,后来也被纳入声学重建。它像一把纤薄的扇子,压印在褐黄色岩石上。到了翅基附近,翅脉却显出机械装置般的秩序:这片前翅上的齿状音锉原本会划过另一片未保存前翅上的刮器,带动部分翅面共振。题图是从标本照片面板中裁出的局部,并非绘图或合成重建图。[3][6][7]
1. 翅上的音锉把齿距化为音高约束
Science X 的 104 秒视频,把每一片化石前翅与为它重建的鸣声配在一起。[1] 画面颇具诱惑力:一片远古翅膀出现,接着传来干净的音调,仿佛岩石曾是一张留声机唱片。先看一遍画面序列,同时记住音频来自重建。真正重要的证据是反复出现的几何形态——音锉上的齿、翅膀的尺寸,以及翅脉围住的膜质翅室。
现生雄性螽亚目昆虫发声时,会让刮器,也称拨片,划过另一片前翅上的锯齿状翅脉。每次撞击锉齿都会激起翅膀振动,特化的膜区再把振动辐射出去。纯音调鸣声要求齿击速率与翅膀共振相互配合:一片调谐在约 5 千赫的翅膀,以每秒约 5,000 个锉齿的速度扫过音锉时效率最高。因此,即使动物已经被压进岩石,音锉长度、齿距、翅面积和翅脉分布仍携带着声学信息。[3]
2026 年的研究团队没有直接把锉齿数量换算成音频文件。他们先在现生昆虫上检验工具:用激光测量翅膀如何振动,同时以高速影像捕捉刮器划过音锉的过程。研究者还依据 1,077 个基因建立演化谱系树,并比较 95 个现生物种,以估算音锉长度和谱系关系与载频之间的联系;载频就是鸣声的主导音高。完成这些校准后,建模流程才进入化石前翅阶段。[3]
这套顺序十分重要,因为化石前翅已经无法按原有物理状态演奏。压扁保存会丢失翅膀的精确厚度、弹性、三维姿态,也不会留下振动衰减的速度。研究者在每件化石的模拟中调整膜厚,直到翅膀的第一阶固有频率落入现生物种比较所预测的音高范围。因此,模拟展示了翅膀在预测范围内振动的一种机械上合理的方式,也帮助合成基本音节;音高范围本身仍来自现生物种比较,未得到模拟的独立验证。材料属性与振动区域也仍须依据合适的现生类比来设定。[3]
在这些限制之内,研究得到的内容远比一声侏罗纪虫鸣丰富。20 件化石全部来自道虎沟生物群,代表九个在同一地点、同一地质时段共存的物种,年代约为 1.57 亿至 1.65 亿年前。其中五个物种被重建为约 5–7 千赫的低频纯音,另一些占据更高的频段;Sigmaboilus peregrinus 的模拟频率约为 20.4–20.5 千赫,刚刚越过人类听觉通常采用的 20 千赫上限。由此推定,昆虫早在侏罗纪深处便已使用超声信号,远早于蝙蝠在始新世出现。[3][5]
这个时间点让一种熟悉的演化解释变得复杂。现代螽斯的超声常被视为对回声定位蝙蝠的应对;若侏罗纪物种已经用 20 千赫以上的频率传递信号,蝙蝠就无法成为最初唯一的驱动力。作者提出两股可以并存的选择压力:一是分隔拥挤的声学空间,避免相邻物种的信号彼此遮蔽;二是躲开更早的窃听者,例如能够听见高频声的小型哺乳动物。化石支持多样声学频道很早便已存在。至于拟议中的捕食者以及选择发生的先后,仍属演化推断,岩石没有凝固下那一幕。[3]
视频里的节奏属于证据最薄弱的一层。化石没有留下控制鸣叫时序的神经指令,也没有记录雄性何时选择重复、停顿、加速或调制展示鸣声。研究者用模拟的锉齿撞击重建基本音节,再借助以现生昆虫训练的模型估算重复速率。音量、行为差异和更长的鸣叫组织方式依然未知。我们听见的是受约束假说的可听化呈现:发声方式与近似载频的依据较强,具体演出的依据较弱。
2. 鸣管留下一张结构图,声音没有随之保存
美国国家科学基金会的视频同样简短,只有 93 秒,所展示的化石却截然不同。[2] Vegavis 生活在约 6,600 万至 6,900 万年前的今南极洲。研究者在一块化石围岩内部辨认出鸣管的矿化碎片,位置正处在气管分岔、分别通往两肺的交界处。借助 CT 成像,他们隔着围岩便能把这一微小构造同周围骨骼分离出来。[4]
视频标题称,这项发现提示恐龙不会歌唱。化石真正支持的范围要窄得多。鸟类属于恐龙,Vegavis 保存了目前已有描述的中生代鸟类鸣管中年代最早的一例。非鸟恐龙中尚未发现可以与之相比的鸣管。这项空白记录提示,复杂鸣管在鸟类演化中出现得相对较晚,时间晚于飞行能力和重要呼吸系统革新。然而,它无法证明所有非鸟恐龙都悄无声息:即使没有鸟类式鸣管,动物也能发出闭口低鸣或其他由喉部产生的声音。[2][4]
化石本身允许我们推到哪一步?融合的环状构造组成了一根矿化良好的中央支柱,称为 pessulus。左右支气管两侧并不对称,这种几何形态在现生鸟类中与成对声源相关。研究者把化石与 12 种现生非鸣禽的 CT 扫描结果比较后,提出它曾有较大的振动唇瓣,能够发出较复杂、近似水禽的叫声。[4] 这是从器官构造推及功能,离认定某一声确切的雁鸣仍有距离。
缺失的解剖部分划定了推断界限。鸟声取决于柔软的唇瓣或膜、组织张力、肌肉控制、气压、气道形态和行为。这些变量共同决定音高范围、音色、音量、音调转换与乐句组织。化石留下了环绕这套系统的硬质部件,完整且可以演奏的器官没有保存下来。即便某种现生鸟类在几何形态上十分接近,直接选用它的鸣声来代替,也会把现生动物的组织与行为一同带进白垩纪。
因此,Vegavis 推断的分辨率低于昆虫研究。齿状音锉反复撞击刮器,保存下来的齿距能够限定送入共振器的周期性输入。鸣管化石显示成对振动组织曾依附在怎样的构造上,那些组织自身已经消失。昆虫声音回放由此可以瞄准模拟载频与基本音节;鸟类化石更可靠地支持某类发声装置和可推定的鸣声类别,难以锁定某一个音符。
坦诚的配乐会分开三层证据
可靠程度最高的重建会把观察、转换与演出编排分开。观察指化石几何形态,包括翅上的锉齿与翅脉、鸣管环和两侧的不对称。转换指现生系统的比较,以及把形态换算为一组功能范围的机械或演化模型。演出编排涵盖让结果听起来像一场真实表演所需的一切:速度、音量、停顿、发声者数量、森林环境声,还有动物面对竞争者或捕食者时的反应。
只有第一层真正留存在化石中。第二层可以建立在严谨检验之上,同时把不确定性量化。第三层常让博物馆或视频重建留在人们记忆里,却不该被当成取回的证据。新近重建的昆虫合唱在科学上依然令人振奋:九个共存物种让研究者得到一组受约束的声学频道,视频里听见的那个夜晚则出自编排。[1][3] 继续追问是什么构造在运动、哪一部分留存下来、用什么现生类比校准,以及制作者选择了哪些参数。当这些接缝清楚可见,重建反而更能显出力量。发声器械穿越了深时,演出属于模型。
来源
- Science X,〈Reconstructed Jurassic insect calls evoke a 165-million-year-old forest soundscape〉,YouTube 视频,2026 年 8 月 27 日。
- 美国国家科学基金会新闻,〈Discovery of fossil ‘voice box’ of Antarctic bird suggests dinosaurs couldn't sing〉,YouTube 视频,2016 年 10 月 12 日。
- Jun-Jie Gu 等,〈Reconstruction of an extinct soundscape reveals ultrasonic communication in the Jurassic〉,Research Square 公开预印本,附完整方法,2026 年 3 月;同行评议版本发表于 Proceedings of the National Academy of Sciences 123(2026),DOI 10.1073/pnas.2615107123。
- Julia A. Clarke 等,〈Fossil evidence of the avian vocal organ from the Mesozoic〉,Nature 538(2016),PubMed 记录与摘要。
- 格拉茨大学,〈Jurassic Sounds: Biologist reconstructs insect songs from 165 million years ago〉,研究新闻稿,2026 年 8 月。
- Jun-Jie Gu 等,〈New species and material of Hagloidea (Insecta, Ensifera) from the Yanliao biota of China〉,ZooKeys 1033(2021),其中收录了 Archaboilus polyneurus 标本照片。
- Gu 等,〈Archaboilus polyneurus … Figure 1〉,采用 CC BY 4.0 许可的化石原始照片与元数据,Wikimedia Commons。