?Science:进化史上一次“伟大的退化”让人类能够开口说话

2023年12月4日发(作者：防诈骗的心得体会)

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Science：进化史上一次“伟大的退化”让人类能够开口说话

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.

本研究调查多种灵长类动物，结合对发声的观察与数学建模以了解语音进化。研究发现，声源稳定性依赖于喉部结构的简化，特别是气囊和声膜的消失。声膜的进化性损失使人类语音在很大程度上避免了在其他灵长类动物发声中常见的自发非线性现象和声学混沌。这种损失使人类的喉部能产生稳定、谐波丰富的发声，突出传达语音信息的共振峰变化。因此，人类口语的复杂性随喉部结构的简化而增加。

吼猴的声音响亮而刺耳。

图源：JACOB C. DUNN

一项新的研究表明，人类失去的那块组织才是人类语言的关键。日本京都大学的灵长类动物学家 Takeshi Nishimura 的团队使用MRI和CT扫描了43种不同的灵长类动物的喉部结构后发现，除了人类以外，所有灵长类在声带上方都有一个称为“声带膜”的小块组织，这块组织的作用类似于单簧管中的簧片，使动物可以更容易的发出大声尖叫。

灵长类动物大多以相同的方式发出声音:将空气从肺部推出，同时振动喉部的肌肉而产生声波。而当声波通过声带膜后，会在音调上出现剧烈的波动，这固然使得声音更加尖利刺耳，更有威慑性，但是也使得声音很难控制，无法转化为更复杂的音调。而由于人类没有声带膜，发出的声音波动会更稳定，再加上嘴唇和舌头的控制就可以将稳定的音调转变成构成语言所需要的复杂声音。如果人类真的是猴子变的，那么抛弃了祖先的某些器官无疑是人类进化史上的一次“伟大的退化”，失去了一些东西让我们获得了更强的能力。

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/article/humans-primates-voice-control-cords-larynx-membrane

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