聽昆蟲防禦分泌物的“聲音”,科學家:像恐怖電影的音樂

聽昆蟲防禦分泌物的“聲音”,科學家:像恐怖電影的音樂

葉蜂幼蟲能分泌令人不快的揮發性化學物質擊退捕食者,尤其是螞蟻,進而保護自己。

一直以來,研究人員透過組織獵物和捕食者聚集來評估這些防禦措施的有效性,即所謂的生物測試。但是,昆蟲學家Jean-Luc Boevé和資訊工程師Rudi Giot此次採用了一種不同的方法:他們將分泌物的化學成分轉換成聲音,並測量了人類的反應。9月23日,相關論文刊登於細胞出版社(Cell Press)旗下期刊Patterns。

Boevé和Giot量化了這些聲音使人類感到不愉快的程度——測量受試者距離揚聲器多遠才能到達“舒適距離”。他們表示,在大約50名參與者中,有一部分人將這些聲音描述為不愉快甚至令人恐懼的聲音,可以與恐怖或科幻電影中的背景音樂片段相媲美。

“有趣的是,我們可以證明螞蟻和人類的反應是類似的,從而表明聲波可以模擬真實世界中捕食者與獵物的相互作用。”比利時皇家自然科學研究所的Boevé說。

2009年4月,Boevé首次提出了將揮發性化學物質轉化為聲音的想法。

“一些小分子,比如醋中含有的醋酸或一些螞蟻釋放的刺激性甲酸,它們非常易揮發,並能迅速擴散到空氣中。”Boevé說,“所以,我認為有可能將高或低的揮發性轉化為高或低的音調,以及將其他化學特徵轉化為其他聲音特徵。”

實際上,化學物質能透過一種叫做聲波化的過程轉化成聲音。每個分子的重要特徵,比如它的分子量和官能團,都可以被對映到聲音的不同引數上,比如音高、持續時間和音色。研究人員將這些化學資訊輸入到一個合成器,合成器會為每個分子製作聲音,然後這些聲音會在不同的音量水平上被混合,最終錄製下昆蟲防禦性分泌物的“聲音”。

這項研究還利用了這樣一個事實:人腦處理資訊的方式因資訊感知器官的不同而異。布魯塞爾工業研究所的Giot說:“通常,聲波化過程用於檢測大資料集的特定元素。例如地震資料中記錄的地震,或者網際網路資料流中的網路駭客行為。”

這個專案需要多年的基礎工作和實驗積累,包括對昆蟲化學和形態的分析。Boevé希望新方法能與現有的揮發性物質測試技術相補充,特別是在昆蟲較少的季節或難以獲取足夠分泌物的情況下。

閱讀論文原文:https://www。cell。com/patterns/fulltext/S2666-3899(21)00207-5

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