Ve světě zvířat, kam patří i lidé, existuje mnoho metod přenosu informací mezi sebou. Může to být energický tanec, jako u rajských ptáků, naznačující připravenost samce k reprodukci; může to být jasné zbarvení, jako u amazonských stromových žab, oznamující jejich jedovatost; může to být pach, jako u psů, označující hranice teritoria. Nejvíce běžné pro většinu vyspělých zvířat je však akustická komunikace, tedy používání zvuků. Učíme dokonce naše děti od útlého věku, kdo a jak mluví: kráva – mu-mu-mu, pes – haf-haf, atd. Pro nás je verbální, tedy akustická komunikace, nedílným aspektem socializace. Totéž lze říci o dalších zvířatech. Vědci z Univerzity Hainan (Čína) se rozhodli nahlédnout do minulosti, aby pochopili evoluci akustické komunikace. Jak rozšířené je akustické jednání mezi zvířaty, kdy vzniklo a proč se stalo dominantní metodou přenosu informací? O tom se dozvíme z výzkumu vědců. Pojďme na to.
Základ výzkumu
V této fázi evolučního vývoje mnoho zvířecích druhů plně integrovalo akustické signály do svého životního rytmu. Zvuky vydávané zvířaty se používají pro přitahování partnera (zpěv ptáků, kvákání žab atd.), pro objevování nebo dezorientaci nepřítele (křik sojky, která informuje predátora, že byla odhalena a past nevyjde, takže se raději stáhne), pro přenos informací o dostupnosti potravy (slepičky, které našly potravu, vydávají charakteristický zvuk, aby přitáhly pozornost svých potomků) atd.
Zajímavost:
Samec jednozrnného zvoníka (Procnias albus) vydává svatební křik o intenzitě 125 dB (reaktivní motor – 120-140 dB), což z něj činí nejhlasitější ptáka na planetě.
Studium akustických signálů a jejich evoluce probíhá již poměrně dlouho. Data získaná z takovýchto výzkumů přispívají k lepšímu porozumění tomu, jak lidé využívají zvuky, a tedy, jak se formovaly různé jazyky v různých regionech planety. Tyto výzkumy se však nezabývaly samotným vznikem akustické komunikace jako fenoménu. Jednou z fundamentálních otázek, na kterou dosud nikdo neodpověděl, je - proč vznikla akustická komunikace?
Existuje mnoho otázek, které vyžadují odpovědi. Za prvé, které ekologické faktory ovlivnily vznik a formování tohoto typu přenosu informací? Zadruhé, byla akustická komunikace spojena s vznikem nových druhů, tedy pomáhá v šíření druhu a prevenci jeho vyhynutí? Zatřetí, je akustická komunikace evolučně stabilní po svém vývoji? A nakonec, vyvíjela se akustická komunikace v různých skupinách zvířat paralelně, nebo má společného předka pro všechny bytosti?
Odpovědi na tyto otázky, podle samotných vědců, jsou důležité nejen pro porozumění akustické komunikaci jako takové, ale také pro pochopení evoluce a behaviorálních změn u zvířat. Například existuje teorie, že prostředí silně ovlivňuje sexuální výběr a komunikaci u některých druhů zvířat. Zda je tato teorie použitelná na formování signálů, je zatím těžké říct, ale je to zcela možné. Vědci také připomínají, že už Darwin hovořil o tom, že při forming pairs u některých druhů hrají důležitou roli právě zvukové signály. Tedy akustické signály ovlivňují vznik nových druhů.
V této práci se výzkumníci rozhodli prozkoumat evoluci zvukových signálů u čtyřnohých prostřednictvím filogenetického přístupu (odhalení souvislostí mezi různými druhy). Hlavní důraz je kladen na původ akustické komunikace, nikoli na její formu či funkce. Ve studii byla použita data o 1799 různých druzích, přičemž byl zohledněn i faktor denního chování (druhy s denní a noční aktivitou). Kromě toho byla provedena analýza vztahu mezi akustickou komunikací a stupněm diverzifikace druhů, tj. jejich rozšířením, pomocí modelu speciační-vymíracího procesu. Také byl ověřen filogenetický konzervatismus v přítomnosti akustické komunikace mezi druhy.
Výsledky výzkumu
Mezi čtyřnohými jsou většina obojživelníků, savců, ptáků a krokodýlů schopna akustické komunikace, zatímco většina šupinatců a želv nikoli. V řadě obojživelníků tento typ předávání informací nemají červeři (Caecilian), ale mají ho některé druhy salamandrů a většina žab (u 39 z 41 zkoumaných druhů). Také akustická komunikace chybí u hadů a u všech rodin ještěrek, kromě dvou — Gekkonidae (gekonoví), Phyllodactylidae. V řádu želv mají pouze 2 z 14 rodin akustickou komunikaci. Jak se dalo očekávat, u 173 zkoumaných druhů ptáků byla akustická komunikace přítomna u všech. 120 z 125 rodin savců také prokázalo tuto vlastnost.
Zajímavost:
Salamandři mají úžasnou regenerační schopnost a jsou schopní dorůst nejen ocas, ale i nohu; salamandři, na rozdíl od mnoha svých příbuzných, nekladou vajíčka, ale jsou živorodí; jeden z největších salamandrů — japonský obrovský salamandr — váží 35 kg.
Shrneme-li tyto údaje, lze říci, že akustický přenos informací je přítomen u 69 % zástupců čtyřnohých.
Tabulka č. 1: procento nositelů akustického přenosu informací mezi zkoumanými druhy čtyřnohých.
Po stanovení přibližného rozšíření akustické komunikace mezi druhy bylo nutné pochopit vztah mezi touto schopností a chováním zvířat (nocturnální nebo diurnální).
Mezi několika modely, které popisují tento vztah pro každý druh, byl vybrán model vhodný pro průměrné popisování vztahu akustiky a chování pro všechny druhy. Tento model (tabulka č. 2) ukazuje všechny možné výhody a nevýhody podobné dovednosti pro obě varianty chování zvířete.
Tabulka č. 2: analýza vztahu mezi akustickou komunikací a chováním zvířete (denní / noční).
Byla zjištěna jasná závislost akustické komunikace na chování, stejně jako vyvážená vzájemná závislost. Co je však zajímavé, nebyla nalezena zpětná závislost - chování na akustické komunikaci.
Fylogenetická analýza ukázala úzkou vazbu akustiky a nočního způsobu života (tabulka č. 3).
Tabulka č. 3: fylogenetická analýza vztahu akustické komunikace a denního / nočního způsobu života.
Analýza dat rovněž ukázala, že přítomnost akustické komunikace nijak neovlivnila rychlost diverzifikace ve fylogenezi čtyřnohých. Průměrné ukazatele diverzifikace (speciace - vymírání; r = 0,08 událostí na milion let) byly shodné jak pro linie druhů s akustickou komunikací, tak pro linie bez této dovednosti. Lze tedy předpokládat, že přítomnost/absence akustické komunikace neměla prakticky žádný vliv na rozšíření určitého druhu nebo na události spojené s jeho vznikem nebo vymíráním.
Obrázek č. 1: graf vývoje akustické komunikace mezi různými čtyřnohými.
Vědci se domnívají, že akustická komunikace se pravděpodobně vyvíjela nezávisle v každé hlavní skupině čtyřnohých, ale její vznik byl dávný ve mnoha hlavních kladech (~ 100–200 milionů let zpět).
Například akustická komunikace se vyvinula dostatečně brzy ve fylogenezi řádu bezocasých obojživelníků (Anura), ale zcela chybí v sesterské skupině pro všechny ostatní dnes žijící žáby z kladů obsahujících rodiny Ascaphidae (ocáskaté žáby) a Leiopelmatidae (leiopelemové).
Zajímavost:
Leiopelemové jsou endemici Nového Zélandu a považují se za dlouhověké mezi žábami - samci žijí až 37 let, zatímco samice až 35 let.
U savců, stejně jako u žab, vznikla akustická komunikace přibližně před 200 miliony lety. Některé druhy tento dovednost v průběhu evoluce ztratily, avšak drtivá většina jej přenesla až do dnešních dnů. Výjimku tvoří ptáci, kteří, zdá se, jsou jediní, kdo se během celého evolučního období nevzdali akustické komunikace.
Bylo zjištěno, že akustická komunikace byla přítomna jak u nejnovějšího společného předka dnešních ptáků, tak u nejstaršího předka dnešních krokodýlů. Každému z těchto předků bylo kolem 100 milionů let. Lze předpokládat, že akustická komunikace byla přítomna i u společného předka těchto dvou skupin, tedy ještě před 250 miliony lety.
Zajímavost:
Některé druhy gekonů jsou schopné vydávat pro ještěrky nejneočekávanější zvuky — štěkání, cvakání, cvrlikání atd.
U šupinatých je akustická komunikace přítomna poměrně vzácně, což může být spojeno s výskytem výhradně u nočních živočichů, jako jsou gekoni (Gekkota). Relativně nedávné evoluční změny vedly k výskytu akustické komunikace u některých fylogeneticky izolovaných druhů mloků a želv.
Pro podrobnější seznámení s nuancemi výzkumu doporučuji nahlédnout do a k ní.
Epilog
Shrnující všechny výše uvedené výsledky, lze prakticky s plnou jistotou prohlásit, že vývoj akustické komunikace je nějakým způsobem spojen s nočním způsobem života. To potvrzuje teorii o vlivu ekologie (prostředí) na evoluční zvláštnosti druhu. Přesto přítomnost akustické komunikace v podstatě nemá vliv na diverzifikaci druhu v dlouhém časovém měřítku.
Také vědci zjistili, že zvuková komunikace se objevila přibližně před 100-200 miliony lety, a některé druhy čtyřnohých tuto schopnost udržely po celou dobu bez prakticky jakýchkoli změn.
Je třeba poznamenat, že přítomnost akustické komunikace pro noční živočichy, i když je nesporným přínosem, nemá negativní vliv při přechodu na denní způsob života. Tento jednoduchý fakt potvrzuje, že mnohé dříve noční druhy, přešla na denní způsob života, tuto schopnost neztratily.
Komunikace pomocí zvuků podle tohoto výzkumu lze považovat za nejstálejší evoluční znak. Když se tato schopnost projevila, téměř nikdy nezmizela v průběhu evoluce, což nelze říci o jiných typech přenosu signálů, jako jsou jasné barvy nebo neobvyklé tvary těla, peří či srsti.
Podle vědců, jejich analýza vztahu akustické komunikace a prostředí může být aplikována i na další evoluční znaky. Předtím se předpokládalo, že vliv ekologie na metody přenosu signálů je omezen na rozdíly mezi blízkými příbuznými druhy. Nicméně, na základě výše uvedené práce lze s jistotou tvrdit, že základní typy přenosu signálů se také mění v závislosti na změnách v prostředí, kde živočichové žijí.
Páteční off-topic:
Skvělá ukázka neuvěřitelné rozmanitosti zvuků, které vydávají různé druhy ptáků.
Off-topic 2.0:
Občas zvířata vydávají velmi neobvyklé a zábavné zvuky.
Děkuji za pozornost, zůstaňte zvědaví a přeji všem skvělé víkendy, kamarádi! 🙂
Malá reklama 🙂
Děkujeme, že s námi zůstáváte. Líbí se vám naše články? Chcete vidět více zajímavých materiálů? Podpořte nás objednávkou nebo doporučením známým, , unikátní alternativa entry-level serverů, kterou jsme pro vás vymysleli: (k dispozici varianty s RAID1 a RAID10, až 24 jader a až 40GB DDR4).
Dell R730xd je dvakrát levnější v datovém centru Equinix Tier IV v Amsterdamu? Jen u nás v Nizozemsku! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2GHz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — od 99 $! Čtěte o tom
Zdroj: habr.com
