供稿：九州大學
新聞概述
■ 積分
- 目前還沒有發現昆蟲鳴叫的組成部分順序會改變聽者反應的案例。
- 當雄蟬接觸到「Oushin Tsuku Tsuku」和「Tsukuriyoshi」順序顛倒的聲音時，我們首次發現雄蟬的「聯動」反應減少，並且雄蟬反應的時間也發生了變化。
未來，我們將研究雄性手勢的頻率和時間如何影響雌性的行為，從而更深入地了解該物種聲音交流的適應性意義。
■ 概述
有些動物會發出結合多種發聲模式的複雜叫聲，哺乳類和鳥類在這方面的研究已相當深入。然而，對於只發出雄性叫聲的動物，例如青蛙和昆蟲，相關研究卻很少。尤其值得注意的是，目前還沒有發現昆蟲叫聲中不同部分播放順序會影響聽者反應的例子。
由九州大學系統生命科學研究生院博士生兒玉健博士（研究期間隸屬於九州大學）和九州大學理學研究生院生物科學系辰田春樹教授領導的研究小組進行了一項實驗。他們將雄蟬鳴叫聲中聽起來像“Oshintsukutsuku”和“Tsukuriyoshi”的部分以相反的順序播放，並播放給捕獲的雄蟬。透過比較雄蟬鳴叫聲中「aino-te」（一種與同種雄蟬鳴叫同步發出的聲音）的頻率，發現與正常播放相比，反向播放的鳴叫聲中雄蟬發出的「aino-te」次數顯著減少。此外，比較「aino-te」的出現時間發現，當正常播放聽起來像「Tsukuriyoshi」的部分時，雄蟬發出的「aino-te」次數最多。
這項研究首次在昆蟲中發現，雄性聽者的反應會隨著鳴叫聲不同部分播放順序的改變而改變。這意味著蟬會根據其他個體鳴叫的順序靈活調整自身插話的時機。為了闡明該物種聲音交流的真正本質，還需要進一步研究雄性插話的繁殖意義。
這項研究成果於 2026 年 1 月 14 日星期三（日本時間）在德國動物行為學會（Ethologische Gesellschaft）出版的國際期刊《動物行為學》（Ethology）上線上發表。
・研究者的話：
蟬是日本人熟悉的昆蟲，但事實上，人們對它們的生態研究甚少，這使得它們成為一種神秘的生物。蟬在日本也很常見，但它們的鳴叫聲卻複雜獨特，在世界其他地方都找不到。我從本科時期就開始研究蟬，至今每年都有新的發現。值此盂蘭盆節之際，我誠摯地邀請您聆聽這美妙而奇特的鳴叫聲。 （Kodama Ken）
【研究背景與歷史】
有些動物會發出結合多種發聲模式的複雜叫聲。例如，大山雀這種鳥類就以運用語法技巧而聞名，它會根據多種叫聲模式的組合和順序來傳遞不同的訊息。然而，對於青蛙和昆蟲等動物的複雜叫聲，尤其是雄性為求偶而發出的叫聲，目前的研究還很少。特別是，在昆蟲中，尚未發現複雜叫聲的組成部分順序會改變聽者反應的案例。
雄蟬，學名築築星（Tsukutsukuboshi），能發出昆蟲界最複雜的鳴叫聲之一。它們的鳴叫聲有一個獨特的特點：在鳴叫過程中會發生變化，從第一階段（前半部分）聽起來像“Oshintsukutsuku”，到第二階段（後半部分）聽起來像“Tsukuriyoshi”，並在鳴叫結束前完成。它們也會「伴奏」正在鳴叫的雄蟬，當附近另一隻雄蟬發出「咯咯」的叫聲時，它們也會跟著「咯咯」的叫聲。
在先前對雄蟬的研究中，研究團隊發現，與聽到正常鳴叫或僅聽到鳴叫前半部相比，當雄蟬僅聽到鳴叫後半部時，其發出的回應次數顯著減少。這使他們相信，鳴叫的前半部「Oushin Tsuku Tsuku」會促使雄蟬發出回應，而後半部「Tsukuriyoshi」則不會。後來，在觀察野生蟬的交流時，他們發現即使雄蟬鳴叫到後半部分，雄蟬仍然經常發出回應。
因此，研究團隊檢驗了聽者的行為是否會隨著構成鳥鳴的兩個部分的順序或持續時間的變化而改變。
【研究內容與結果】
研究團隊首先捕獲了一隻雄蟬並錄製了它的鳴叫聲。然後，他們對錄製的雄蟬鳴叫聲進行了編輯，製作了一個將主鳴叫聲前半部分（橡樹蟬）和後半部分（蟬）的播放順序顛倒的鳴叫聲（圖1）。由於後半部的持續時間遠短於前半部（圖1：音訊①、②），因此難以直接比較各部分的反應次數。為此，他們也製作了一個增加後半部重複次數的鳴叫聲，使其長度與前半部大致相同（圖1：音訊③），以及一個將鳴叫聲的前半部和後半部順序顛倒的鳴叫聲（圖1：音訊④）。
在一項回放實驗中，研究人員透過揚聲器播放這四種叫聲，讓捕獲的雄蟬聆聽。 (*1) 透過這項實驗，他們比較了雄蟬對每種叫聲做出手勢的次數，以及它們做出手勢的時間。
結果表明，雄蟬對正常順序播放的鳴叫聲反應更頻繁，而對相反順序播放的鳴叫聲反應較少（圖2）。在本實驗中，儘管所有測試鳴叫聲都包含“Oshintsukutsuku”和“Tsukuriyoshi”兩個部分，但改變播放順序顯著減少了雄蟬的反應次數，這表明接收者能夠區分鳴叫聲不同部分的播放順序，並據此改變其行為。
此外，當我們觀察實驗中插話的時機（即插話發生時播放的片段）時，發現插話比例最高的是正常順序鳴叫的後半部（圖2）。具體來說，在後半部分未延長的正常鳴叫中，超過一半的插話發生在後半部分播放時，儘管後半部分的持續時間遠短於前半部分。另一方面，在反向順序鳴叫中，前半部和後半部的插話數量顯著減少，而在播放最後一部分時，插話數量則有所增加（圖2）。
・圖片說明
上圖：圖 1：實驗中所使用的雄蟬鳴聲
圖2：回放實驗結果
【今後の展開】
本研究以蟬鳴為研究對象，首次發現昆蟲的聽覺反應會隨著蟬鳴兩部分播放順序的改變而改變。我們也發現，當蟬鳴以正常順序播放時，無論播放時間如何，雄蟬的插話都集中在後半部（tsukuriyoshi）。
雄蟬的鳴叫聲被認為與其他蟬類一樣，用於吸引和求偶以進行繁殖。雄蟬鳴叫的適應性意義尚不明確，但普遍認為與雄性之間爭奪交配機會的競爭與合作有關。雄蟬鳴叫在同性交流中的意義，以及鳴叫的時間和頻率對雌性行為的影響，都需要在未來加以闡明。
[用語]
（※1）回放實驗
描述：一項實驗，其中使用揚聲器或其他設備人為地再現聲音和其他訊號，以觀察動物行為的變化。
[致謝]
本研究由日本科學技術振興機構下一代研究人員挑戰性研究計畫（JPMJSP2136）和日本學術振興會科學研究費資助計畫（23K23948）支持。
[論文資訊]
發表於：《動物行為學》
標題：順序至關重要：組合式鳴唱結構支配著蟬類雄性的反應
作者：兒玉健、龍田春樹
DOI：10.1111/eth.70051