У свеце жывёл, да якіх варта адносіць і людзей, існуе мноства метадаў перадачы інфармацыі адзін аднаму. Гэта можа быць энергічны танец, як у райскіх птушак, які гаворыць аб гатоўнасці самца да працягу роду; гэта можа быць яркая афарбоўка, як у драўняных жаб Амазонкі, які гаворыць пра іх атрутнасць; гэта можа быць пах, як у сабачых, які адзначае межы тэрыторыі. Але самым звыклым для большасці развітых жывёл з'яўляецца акустычная камунікацыя, гэта значыць выкарыстанне гукаў. Мы нават дзетак сваіх з пялёнак вучым таму, хто і як кажа: кароўка - му-му-му, сабачка - гаў-гаў і г.д. Для нас вербальныя, то бок акустычныя зносіны, з'яўляюцца неад'емным аспектам сацыялізацыі. Тое самае можна сказаць і пра іншых прадстаўнікоў фауны. Навукоўцы з Хайнаньскага ўніверсітэта (Кітай) вырашылі зазірнуць у мінулае, каб зразумець эвалюцыю акустычнай камунікацыі. Наколькі акустычныя зносіны распаўсюджана сярод жывёл, калі яно зарадзілася і чаму стала дамінантным метадам перадачы інфармацыі? Пра гэта мы даведаемся з даклада даследчыкаў. Паехалі.
Аснова даследавання
На дадзеным этапе эвалюцыйнага развіцця многія прадстаўнікі фаўны поўнасцю ўкаранілі акустычныя сігналы ў свой рытм жыцця. Гукі, якія выдаюцца жывёламі, выкарыстоўваюцца для прыцягнення партнёра (спевы птушак, кваканне жаб і г.д.), для выяўлення або дэзарыентацыі непрыяцеля (крык сойкі, якія паведамляюць драпежніку аб тым, што ён знойдзены і засада не спрацуе, таму яму лепш адступіць), для перадачы інфармацыі аб наяўнасці ежы (квактухі, знайшоўшы ежу, выдаюць характэрны гук для прыцягнення ўвагі свайго нашчадства) і г.д.
Цікавы факт:
Самец аднавусага званара (Procnias albus) выдае шлюбны крык у 125 дб (рэактыўны рухавік - 120-140 дб), з'яўляючыся пры гэтым самай гучнай птушкай на планеце.
Вывучэнне акустычных сігналаў і іх эвалюцыі праводзіцца ўжо дастаткова даўно. Атрыманыя падчас такіх прац дадзеныя спрыяюць лепшаму разуменню таго, як людзі выкарыстоўваюць гукі і, такім чынам, як фармаваліся розныя мовы ў розных рэгіёнах планеты. Аднак такія даследаванні не закраналі само зараджэнне акустычнай камунікацыі як з'явы. Адным з фундаментальных пытанняў, на якое пакуль ніхто не адказаў, з'яўляецца - чаму ўзнікла акустычная камунікацыя?
Ёсць шмат пытанняў, якія патрабуюць адказаў. Па-першае, якія менавіта экалагічныя фактары паўплывалі на ўзнікненне і фармаванне дадзенага тыпу перадачы інфармацыі? Па-другое, ці была звязана акустычная камунікацыя з відаўтварэннем, г.зн. ці дапамагае яна ў распаўсюджванне выгляду і ў прадухіленні яго вымірання? Па-трэцяе, ці з'яўляецца наяўнасць акустычнай сувязі эвалюцыйна стабільным пасля яе развіцця? І, нарэшце, развівалася акустычная сувязь у розных групах жывёл паралельна ці ж яна мае агульнага прабацьку для ўсіх істот?
Адказы на гэтыя пытанні, па меркаванні саміх навукоўцаў, важныя не толькі для разумення акустычнай сувязі як такой, але і для разумення эвалюцыі і паводніцкіх змен у жывёл. Напрыклад, ёсць тэорыя, што асяроддзе пасялення моцна ўплывае на палавы адбор і зносіны ў некаторых відаў жывёл. Ці дастасоўная дадзеная тэорыя да фармавання сігналаў, пакуль складана сказаць, але гэта цалкам рэальна. Таксама навукоўцы нагадваюць, што яшчэ Дарвін казаў аб тым, што ў фармаванні пар у некаторых выглядаў важную ролю гуляюць менавіта гукавыя сігналы. Такім чынам, акустычныя сігналы ўплываюць на відаўтварэння.
У дадзенай працы даследнікі вырашылі разгледзець эвалюцыю гукавых сігналаў у чацвераногіх, выкарыстоўваючы филогенетический падыход (выяўленне ўзаемасувязі паміж рознымі відамі). Асноўны акцэнт пастаўлены на паходжанні акустычнай сувязі, а не на яго форме ці функцыях. У даследаванні былі выкарыстаны дадзеныя 1799 розных відаў, таксама ўлічваўся і фактар сутачных паводзін (віды з дзённай і начны актыўнасцю). Апроч гэтага, было праведзена вывучэнне сувязі паміж акустычнай камунікацыяй і ступенню дыверсіфікацыі відаў, г.зн. іх распаўсюджанасці, з дапамогай мадэлі відаўтварэння-вымірання. Таксама быў правераны філагенетычны кансерватызм пры наяўнасці акустычнай сувязі паміж відамі.
вынікі даследавання
Сярод чатырохногіх большасць амфібій, млекакормячых, птушак і кракадзілавых валодаюць акустычнай камунікацыяй, у той час як большасць лускаватых і чарапах — не. У шэрагах земнаводных такога тыпу перадачы інфармацыі няма ў цэцылій.Caecilian), але ёсць у некаторых відаў саламандр і ў большасці жаб (у 39 з 41 разгляданых відаў). Таксама акустычная сувязь адсутнічае ў змей і ва ўсіх сямействаў яшчарак, акрамя двух - Геканіды (геконавыя), phyllodactylidae. У атрадзе чарапах толькі 2 з 14 сямействаў валодаюць акустычнай сувяззю. Цалкам чакана, што сярод разгляданых 173 відаў птушак акустычная сувязь была ва ўсіх. 120 з 125 сямействаў млекакормячых таксама прадэманстравалі наяўнасць гэтай асаблівасці.
Цікавы факт:
Саламандры валодаюць дзіўнай рэгенерацыяй і здольныя зноўку адгадаваць не толькі хвост, але і лапку; саламандры, у адрозненне ад многіх сваіх суродзічаў, не адкладаюць яйкі, а з'яўляюцца жывародзячымі; адна з самых вялікіх саламандр - японская велічэзная - важыць 35 кг.
Падсумоўваючы гэтыя дадзеныя, можна сказаць, што акустычная перадача інфармацыі прысутнічае ў 69% прадстаўнікоў чатырохногіх.
Табліца №1: працэнт уладальнікаў акустычнай перадачы інфармацыі сярод разгляданых відаў чатырохногіх.
Усталяваўшы прыкладнае распаўсюджванне акустычнай камунікацыі сярод відаў, неабходна было зразумець сувязь паміж гэтым уменнем і паводзінамі жывёл (начныя або дзённыя).
Сярод некалькіх мадэляў, якія апісваюць дадзенае стаўленне для кожнага віду, была абрана мадэль, прыдатная для асераднёнага апісання адносіны акустыкі і паводзін для ўсіх відаў. Дадзеная мадэль (табліца №2) паказвае ўсе магчымыя плюсы і мінусы ад падобнага навыку для абодвух варыянтаў паводзін жывёлы.
Табліца №2: аналіз сувязі паміж акустычнай камунікацыяй і паводзінамі жывёлы (дзённае / начное).
Была ўсталявана відавочная залежнасць акустычнай камунікацыі ад паводзін, а таксама збалансаваная ўзаемазалежнасць. Аднак, што цікава, не было выяўлена зваротнай залежнасці - паводзін ад акустычнай сувязі.
Філагенетычны аналіз паказаў цеснае спалучэнне акустыкі і начнога ладу жыцця (табліца №3).
Табліца №3: філагенетычны аналіз сувязі акустычнай камунікацыі і дзённага / начнога ладу жыцця.
Аналіз дадзеных таксама паказаў, што наяўнасць акустычнай сувязі ніяк не ўплывала на хуткасць дыверсіфікацыі ў філагеніі чатырохногіх. Так, сярэднія паказчыкі дыверсіфікацыі (відаўтварэнне - выміранне; r = 0.08 падзей на мільён гадоў) былі аднолькавыя як для ліній відаў з акустычнай сувяззю, так і для ліній без гэтага навыку. Такім чынам, можна меркаваць, што наяўнасць/адсутнасць акустычнай камунікацыі не мела практычна ніякага ўплыву на распаўсюджанасць таго ці іншага віду альбо на падзеі, звязаныя з яго адукацыяй ці выміраннем.
Выява №1: графік эвалюцыі акустычнай камунікацыі сярод розных чацвераногіх.
Навукоўцы мяркуюць, што акустычная сувязь, хутчэй за ўсё, развівалася незалежна ў кожнай асноўнай групе чатырохногіх, але яе паходжанне было старажытным у многіх асноўных скарбах (~ 100-200 млн гадоў таму).
Напрыклад, акустычная камунікацыя развівалася даволі рана ў філагеніі атрада бясхвостых земнаводных.Анура), але цалкам адсутнічае ў сястрынскай групе для ўсіх іншых цяпер якія жывуць жаб са скарбаў, утрымоўвальнай сямейства Ascaphidae (хвастатыя жабы) і Leiopelmatidae (ліяпельмы).
Цікавы факт:
Ліапельмы з'яўляюцца эндэмікамі Новай Зеландыі і лічацца доўгажыхарамі сярод жаб - самцы жывуць да 37 гадоў, а самкі да 35 гадоў.
У млекакормячых, як і ў жаб, акустычная сувязь узнікла прыкладна 200 мільёнаў гадоў таму. Некаторыя віды страцілі ў ходзе эвалюцыі гэты навык, аднак пераважная большасць данеслі яго да нашых дзён. Выключэннем можна лічыць птушак, якія, судзячы па ўсім, адзіныя, хто не раставаліся з акустычнай сувяззю на працягу ўсяго перыяду эвалюцыі.
Было ўстаноўлена, што акустычная камунікацыя прысутнічала як у самага нядаўняга продка птушак, якія цяпер жывуць, так і ў самага старажытнага продка цяпер жывучых кракадзілаў. Кожнаму з гэтых продкаў каля 100 мільёнаў гадоў. Можна меркаваць, што акустычная сувязь прысутнічала і ў агульнага продка гэтых двух скарбаў, гэта значыць яшчэ 250 мільёнаў гадоў таму.
Цікавы факт:
некаторыя віды геконообразных здольныя выдаваць самыя нечаканыя для яшчаркі гукі - гаўканне, пстрычкі, чырыканне і г.д.
У лускаватых акустычная сувязь прысутнічае досыць рэдка, што можа быць злучана з вузейшае накіраваным узнікненнем выключна ў істот з начным ладам жыцця, такіх як геконообразные (Gekkota). Адносна нядаўнія эвалюцыйныя змены прывялі да з'яўлення акустычнай камунікацыі ў некаторых філагенетычна ізаляваных відаў саламандр і чарапах.
Для больш падрабязнага азнаямлення з нюансамі даследавання рэкамендую зазірнуць у и да яго.
Эпілог
Сумуючы ўсе вышэйапісаныя вынікі, можна практычна з поўнай упэўненасцю заявіць, што развіццё акустычнай камунікацыі тым ці іншым чынам звязана з начным ладам жыцця. Гэта пацвярджае тэорыю аб уплыве экалогіі (навакольнага асяроддзя пасялення) на эвалюцыйныя асаблівасці віду. Тым не менш, наяўнасць акустычнай камунікацыі фактычна не мае ўплыву на дыверсіфікацыю віду ў вялікім часовым маштабе.
Таксама даследчыкі ўстанавілі, што гукавыя зносіны з'явілася каля 100-200 мільёнаў гадоў таму, а некаторыя віды чатырохногіх пранеслі гэтую здольнасць на працягу ўсяго гэтага часу практычна без якіх-небудзь змен.
Варта адзначыць, што наяўнасць акустычных зносін для начных істот хоць і з'яўляецца відавочным плюсам, ён не мае негатыўнага ўплыву пры пераходзе ў дзённы лад жыцця. Гэты просты факт пацвярджаецца тым, што многія раней начныя віды, перайшоўшы да дзённага ладу жыцця, не страцілі дадзеную здольнасць.
Зносіны з дапамогай гукаў па дадзеных гэтага даследавання можна назваць самай устойлівай эвалюцыйнай прыкметай. Калі гэтая здольнасць выяўлялася, то яна практычна ніколі не знікала падчас эвалюцыі, чаго нельга сказаць пра іншыя тыпы перадачы сігналаў, такіх як яркая афарбоўка ці незвычайная форма цела, апярэння ці поўсці.
Па словах даследнікаў, іх аналіз сувязі акустычнай камунікацыі і навакольнага асяроддзя можа быць дастасавальны і да іншых эвалюцыйных прыкмет. Раней лічылася, што ўплыў экалогіі на метады перадачы сігналаў абмяжоўваецца адрозненнямі паміж блізкароднаснымі відамі. Аднак, засноўваючыся на вышэйапісанай працы, можна ўпэўнена заявіць, што фундаментальныя тыпы перадачы сігналаў таксама змяняюцца ў адпаведнасці са зменамі ў навакольным асяроддзі пасялення жывёлы.
Пятнічны оф-топ:
Выдатная дэманстрацыя неверагоднай разнастайнасці гукаў, якія выдаюць розныя віды птушак.
Оф-топ 2.0:
Часам жывёлы выдаюць вельмі незвычайныя і вясёлыя гукі.
Дзякую за ўвагу, заставайцеся цікаўнымі і выдатных усім выходных, хлопцы! 🙂
Крыху рэкламы 🙂
Дзякуй, што застаяцеся з намі. Вам падабаюцца нашыя артыкулы? Жадаеце бачыць больш цікавых матэрыялаў? Падтрымайце нас, аформіўшы замову ці парэкамендаваўшы знаёмым, , унікальны аналаг entry-level сервераў, які быў прыдуманы намі для Вас: (даступныя варыянты з RAID1 і RAID10, да 24 ядраў і да 40GB DDR4).
Dell R730xd у 2 разы танней у дата-цэнтры Equinix Tier IV у Амстэрдаме? Толькі ў нас у Нідэрландах! Dell R420 – 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB – ад $99! Чытайце аб тым
Крыніца: habr.com