Zip’f的简洁定律与Menzerath’s压缩定律，是描述人类语言中信息论压缩的普遍法则，其核心在于最小化编码长度以实现最优编码效率。这些普遍的语言学定律被认为源于信息的高效编码需求，但其在动物交流系统，尤其是濒危非人灵长类中的普适性仍待探索。白头叶猴是我国特有的极度濒危灵长类动物，其成年雄性个体会发出由脉冲声，激动鸣叫和低吼声三种响亮叫声组合而成的长距离鸣叫序列。这为在同一物种中同时检验上述两条语言定律提供了绝佳模型，也有助于从比较视角理解人类语言的演化。针对上述科学问题，2019年9月至2023年12月，研究团队通过焦点动物取样法，对13只成年雄性白头叶猴进行了长期追踪观察，录制了1128条长距离鸣叫序列，共包含18984个叫声。团队利用Praat软件测量了每种叫声的时长、序列中的间隔时长等声学参数，并采用线性混合效应模型等统计方法，深入检验了Zipf’s的简洁定律和Menzerath’s压缩定律在猴群通讯中的适用性及其潜在机制。

  研究发现，白头叶猴的三种长距离叫声的持续时间差异显著，其中脉冲声最短（平均0.135秒），激动鸣叫（平均0.328秒）和低吼声（平均0.333秒）较长。数据分析表明，叫声的使用频率与其持续时间呈显著负相关，即更短的叫声被更频繁地使用，这有力支持了Zipf’s简洁定律，体现了能量成本与通讯效率之间的权衡。

 图1.叫声类型的使用数量和持续时间的关系。

  在检验Menzerath’s压缩定律时，研究发现了更为微妙的模式。整体而言，随着鸣叫序列长度的增加，序列中叫声之间的间隔时长会显著缩短，符合压缩定律的预测。然而，在单一声学单元层面，压缩效应因叫声类型而异：仅有最长的低吼声的时长会随着序列变长而显著缩短；脉冲声和激动鸣叫的时长则保持相对稳定，未表现出压缩。进一步分析揭示，在同一个序列内部，随着叫声位置的靠后，叫声时长总体会变短，而间隔时长则会延长，这可能是由于发声时的生理（如呼吸）限制所致。此外，更长的序列在组成上也发生了变化，短促的脉冲声比例增加，而冗长的激动鸣叫和低吼声比例下降。

 图2.成年雄性白头叶猴各类叫声（脉冲声、激动鸣叫和低吼声）的持续时间与序列大小和在序列中位置的关系

 图3.成年雄性白头叶猴各类叫声（脉冲声、激动鸣叫和低吼声）的间隔时长与序列大小和在序列中位置的关系

  该研究首次在疣猴亚科动物中证实，其长距离鸣叫通讯遵循了与人类语言相似的信息压缩原则。研究发现，信号压缩是叫声类型特异性的：对能量成本最高的低吼声采取时长压缩策略以实现节能；而可能在领域防御和个体识别中发挥重要功能的脉冲声和激动鸣叫，则保持时长稳定以维持信号可靠性，这或许与性选择压力有关。信号简洁性与压缩性的共现，表明白头叶猴的叫声系统在能量效率、信息传输需求及不同叫声的功能分工之间达成了一种精巧的平衡。

 图4. 成年雄性白头叶猴不同叫声类型所占比例与叫声序列长度之间的关系

  该研究将语言学定律应用于濒危物种的行为生态学研究，为理解动物声音通讯的演化，特别是人类语言中编码效率原则的生物学起源提供了新的实证依据。研究成果发表于国际综合性期刊iScience（IF=4.4，2025中科院分区二区）。广西师范大学范鹏来教授为论文第一作者及共同通讯作者，中国科学院动物研究所李明研究员和广西师范大学周岐海教授和为论文共同通讯作者，马来西亚砂拉越大学Michael J. Lawes教授、广西师范大学刘若爽博士、刘银树研究助理和2023级硕士曾桂传参与了研究工作。珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室为论文第一单位。本研究得到广西自然科学基金重点项目（2022GXNSFDA080004）、国家自然科学基金（32470497, 31900335, 32170492）及中国科学院先导科技专项（XDA23080000）的资助。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.116236