鸟鸣中的非线性生物力学共振

进化塑造了动物的生物结构，但生物力学系统在不同行为下的约束与机会程度如何尚不明了。在鸟类中，安静呼吸 operates 在呼吸生物力学的共振上，但鸣歌这种被认为受强性性选择塑造的行为需要更高的呼吸频率。结合生理记录与非线性生物力学模型，我们在 canary (Serinus canaria) 中显示，鸣歌生产使系统进入非线性 regime，从而扩大了放大响应的频率范围。这种增强涵盖了完整的音节频率范围，平均放大约为理论最大值约 94%。因此，鸟类在共振位置唱歌，表明快速鸣歌节奏演化为在呼吸生物力学的可变自然频率下运行。我们的结果说明了不同行为状态下的共享优化策略，揭示了神经与生物力学动力学参数之间的深层联系，并表明性选择的表演可能仍依赖优化策略。