在泰国的红树林里,成千上万只萤火虫会一起亮、一起灭,整片树林像被同一只手按着开关。
美国西北大学的生物物理学家盖伊·阿米柴(Guy Amichay)正架着相机拍这种叫马六甲曲翅萤(Pteroptyx malaccae)的物种,拍着拍着,他注意到一件怪事:旁边的蟋蟀似乎在跟着萤火虫的节奏叫。
一边是光,一边是声音,两种完全不同的信号,居然合上了拍。
阿米柴把数据拉出来一看,两者的信号频率几乎一样,都在每秒2.4次左右,换算成音乐术语,大约是每分钟145拍。
这个巧合本身或许只是巧合。但它勾起了一个更大的问题:还有没有别的动物,也在用差不多的节奏交流?
阿米柴的团队翻了一大批动物通讯的研究文献,发现一个规律反复出现。从萤火虫、招潮蟹,到鱼、鸟、猿,再到人类,大量物种发出有节奏的信号时,节拍都落在每分钟30到240拍这个区间里。体型差了几万倍的动物,信号模式可以是光、声音甚至肢体动作,但节拍范围惊人地一致。
他们又从全球最大的野生动物声音档案库xeno-canto里筛了124段录音,找到50个具有规律节奏信号的物种。这些物种的节拍同样扎堆在那个区间,峰值在每分钟180拍附近。
研究结果发表在了《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)上。
大多数西方流行音乐的节拍在每分钟120拍左右,正好落在这个范围的中段。荷兰阿姆斯特丹大学的音乐认知研究者亨克扬·霍宁(Henkjan Honing)评价说,如此多样的物种和通讯方式可能共享一个节奏区间,确实非常引人入胜。
问题是,为什么?
很多动物在生理上完全有能力用更快或更慢的节奏发信号,但它们偏偏不这么干。研究团队把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经过神经系统处理,而神经系统是由神经元构成的。
神经元不是收到信号就立刻响应的。它的反应取决于过去几百毫秒内接收到的全部输入,有点像荡秋千:秋千有自己的摆动周期,你推的节奏跟它合上了,越荡越高;推快了或推慢了,力气都白费。
研究团队用计算机模拟了一个简单的神经回路,给它设定每分钟120拍的内在节奏,然后测试它对不同节拍信号的响应。结果,这个回路对落在同一节拍区间内的信号反应最强烈。
换句话说,动物的神经元可能天然偏好某个节奏窗口。信号太快,来不及处理;太慢,前一个信号的印象已经消退。只有在那个恰到好处的区间里,神经回路才能被最有效地驱动。
这跟人类自身的经验也对得上。美国康奈尔大学的认知科学家诺里·雅各比(Nori Jacoby)指出,几十年来的研究一直显示,虽然人类能跟上很宽范围的节奏,但在感知和打拍子时表现最好的区间,大约在每分钟85到120拍之间。
不过,神经元的处理速度可能只是答案的一部分。霍宁提醒说,还有别的生物节律也可能在起作用,比如运动或呼吸。至于体型、生态、演化历史天差地别的物种,到底是怎么抵达同一个节拍区间的,目前还没有人说得清楚。
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图为萤火虫有节律地闪烁发光,其闪光频率恰好落在一个跨物种共有的节拍区间内,图源:Jeremy Hogan/Getty Images
信源:Mukhopadhyay, Anirban. "Nature May Have a Preferred Tempo." Scientific American, edited by Sarah Lewin Frasier, 7 Sept. 2026
