?Science:進化史上一次“偉大的退化”讓人類能夠開口說話

2023年12月4日發(作者：防詐騙的心得體會)

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Science：進化史上一次“偉大的退化”讓人類能夠開口說話

Evolutionary loss of complexity in human vocal anatomy as

an adaptation for speech

作者：Takeshi Nishimura, Isao T. Tokuda, Shigehiro Miyachi,

Jacob C. Dunn, Christian T. Herbst, et al.

Science：2022/08/11

Human speech production obeys the same acoustic

principles as vocal production in other animals but has distinctive

features: A stable vocal source is filtered by rapidly changing

formant frequencies. To understand speech evolution, we

examined a wide range of primates, combining obrvations of

phonation with mathematical modeling. We found that source

stability relies upon simplifications in laryngeal anatomy,

specifically the loss of air sacs and vocal membranes. We

conclude that the evolutionary loss of vocal membranes allows

human speech to mostly avoid the spontaneous nonlinear

phenomena and acoustic chaos common in other primate

vocalizations. This loss allows our larynx to produce stable,

harmonic-rich phonation, ideally highlighting formant changes

that convey most phonetic information. Paradoxically, the

incread complexity of human spoken language thus followed

simplification of our laryngeal anatomy.

本研究調查多種靈長類動物，結合對發聲的觀察與數學建模以了解語音進化。研究發現，聲源穩定性依賴于喉部結構的簡化，特別是氣囊和聲膜的消失。聲膜的進化性損失使人類語音在很大程度上避免了在其他靈長類動物發聲中常見的自發非線性現象和聲學混沌。這種損失使人類的喉部能產生穩定、諧波豐富的發聲，突出傳達語音信息的共振峰變化。因此，人類口語的復雜性隨喉部結構的簡化而增加。

吼猴的聲音響亮而刺耳。

圖源：JACOB C. DUNN

一項新的研究表明，人類失去的那塊組織才是人類語言的關鍵。日本京都大學的靈長類動物學家 Takeshi Nishimura 的團隊使用MRI和CT掃描了43種不同的靈長類動物的喉部結構后發現，除了人類以外，所有靈長類在聲帶上方都有一個稱為“聲帶膜”的小塊組織，這塊組織的作用類似于單簧管中的簧片，使動物可以更容易的發出大聲尖叫。

靈長類動物大多以相同的方式發出聲音:將空氣從肺部推出，同時振動喉部的肌肉而產生聲波。而當聲波通過聲帶膜后，會在音調上出現劇烈的波動，這固然使得聲音更加尖利刺耳，更有威懾性，但是也使得聲音很難控制，無法轉化為更復雜的音調。而由于人類沒有聲帶膜，發出的聲音波動會更穩定，再加上嘴唇和舌頭的控制就可以將穩定的音調轉變成構成語言所需要的復雜聲音。如果人類真的是猴子變的，那么拋棄了祖先的某些器官無疑是人類進化史上的一次“偉大的退化”，失去了一些東西讓我們獲得了更強的能力。

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