I dyrenes verden, som bør omfatte mennesker, er der mange metoder til at overføre information til hinanden. Det kan være en energisk dans, som en paradisfugl, der indikerer, at hannen er parat til at formere sig; det kan være en lys farve, som Amazon løvfrøerne, der taler om deres giftighed; det kan være en hundelignende duft, der markerer grænserne for et territorium. Men det mest velkendte for de fleste udviklede dyr er akustisk kommunikation, det vil sige brugen af lyde. Vi lærer endda vores børn fra vuggen til, hvem og hvordan de siger: en ko - mu-mu-mu, en hund - woof-woof osv. For os er verbal, det vil sige akustisk kommunikation, et integreret aspekt af socialisering. Det samme kan siges om andre repræsentanter for faunaen. Forskere fra Hainan University (Kina) besluttede at se ind i fortiden for at forstå udviklingen af akustisk kommunikation. Hvor udbredt er akustisk kommunikation blandt dyr, hvornår opstod den, og hvorfor blev den den dominerende metode til informationsoverførsel? Det lærer vi om fra forskernes rapport. Gå.
Forskningsgrundlag
På dette stadium af evolutionær udvikling har mange repræsentanter for faunaen fuldstændigt indført akustiske signaler i deres livsrytme. Lydene fra dyr bruges til at tiltrække en partner (syngende fugle, kvækkende tudser osv.), til at opdage eller desorientere fjenden (skriget fra en jay, informere rovdyret om, at han er blevet opdaget, og bagholdet ikke vil fungere, så det er bedre for ham at trække sig tilbage), at formidle information om tilgængeligheden af mad (høner, efter at have fundet mad, lave en karakteristisk lyd for at tiltrække opmærksomheden fra deres afkom) osv.
Et interessant faktum:
Mandlig ringesignal med enkelt knurhår (Procnias albus) udsender et parringsråb på 125 dB (jetmotor - 120-140 dB), samtidig med at den er den højeste fugl på planeten.
Studiet af akustiske signaler og deres udvikling har været udført i ret lang tid. De data, der er opnået i løbet af sådanne værker, bidrager til en bedre forståelse af, hvordan mennesker bruger lyde og derfor, hvordan forskellige sprog blev dannet i forskellige områder af planeten. Sådanne undersøgelser berørte dog ikke selve oprindelsen af akustisk kommunikation som et fænomen. Et af de grundlæggende spørgsmål, som ingen endnu har besvaret, er - hvorfor opstod akustisk kommunikation?
Der er mange spørgsmål, der kræver svar. For det første, hvilke miljøfaktorer påvirkede fremkomsten og dannelsen af denne type informationsoverførsel? For det andet var akustisk kommunikation forbundet med artsdannelse, dvs. hjælper det med at sprede arten og forhindre dens udryddelse? For det tredje, er tilstedeværelsen af en akustisk forbindelse evolutionært stabil efter dens udvikling? Og endelig udviklede akustisk kommunikation sig i forskellige grupper af dyr parallelt, eller har den en fælles stamfader for alle skabninger?
Svar på disse spørgsmål er ifølge forskerne selv vigtige ikke kun for at forstå akustisk kommunikation som sådan, men også for at forstå evolution og adfærdsændringer hos dyr. For eksempel er der en teori om, at levesteder i høj grad påvirker seksuel selektion og kommunikation hos nogle dyrearter. Hvorvidt denne teori er anvendelig på dannelsen af signaler er stadig svært at sige, men den er ret reel. Forskere husker også, at selv Darwin sagde, at lydsignaler spiller en vigtig rolle i dannelsen af par i nogle arter. Derfor påvirker akustiske signaler artsdannelse.
I dette arbejde besluttede forskerne at overveje udviklingen af lydsignaler i tetrapoder ved hjælp af en fylogenetisk tilgang (hvilket afslører forholdet mellem forskellige arter). Hovedvægten lægges på oprindelsen af akustisk kommunikation, og ikke på dens form eller funktion. Undersøgelsen brugte data fra 1799 forskellige arter og tog også højde for faktoren for daglig adfærd (arter med dag- og nataktivitet). Derudover blev der lavet en undersøgelse af sammenhængen mellem akustisk kommunikation og graden af artsdiversifikation, dvs. deres udbredelse gennem speciation-udryddelsesmodellen. Fylogenetisk konservatisme blev også testet i nærvær af et akustisk forhold mellem arter.
Forskningsresultater
Blandt tetrapoder er de fleste padder, pattedyr, fugle og krokodiller akustisk kommunikative, mens de fleste squamates og skildpadder ikke er det. I rækken af padder har caecilianer ikke denne type informationsoverførsel (Caecilian), men nogle arter af salamandere og de fleste frøer (39 af de 41 betragtede arter) har det. Også akustisk kommunikation er fraværende i slanger og i alle familier af firben, undtagen to - Gekkonidae (gekko), Phyllodactylidae. I rækkefølgen af skildpadder har kun 2 ud af 14 familier akustisk kommunikation. Det er ret forventet, at blandt de 173 fuglearter, der er under overvejelse, havde de alle en akustisk forbindelse. 120 ud af 125 familier af pattedyr viste også denne funktion.
Et interessant faktum:
Salamandere har en fantastisk regenerering og er i stand til at genopvokse ikke kun halen, men også poten; salamandere, i modsætning til mange af deres slægtninge, lægger ikke æg, men er viviparøse; en af de største salamandere - den japanske kæmpe - vejer 35 kg.
Ved at opsummere disse data kan vi sige, at akustisk transmission af information er til stede i 69% af tetrapoder.
Tabel 1: Procentdel af ejere af akustisk transmission af information blandt de undersøgte arter af tetrapoder.
Efter at have etableret den omtrentlige fordeling af akustisk kommunikation mellem arter, var det nødvendigt at forstå forholdet mellem denne færdighed og dyrenes adfærd (nat- eller dagaktiv).
Blandt flere modeller, der beskriver dette forhold for hver art, er der valgt en model, der er velegnet til en gennemsnitlig beskrivelse af forholdet mellem akustik og adfærd for alle arter. Denne model (tabel nr. 2) viser alle de mulige fordele og ulemper ved en sådan færdighed for begge dyrs adfærd.
Tabel #2: Analyse af sammenhængen mellem akustisk kommunikation og dyrs adfærd (dag/nat).
Der blev etableret en klar afhængighed af akustisk kommunikation af adfærd, samt en afbalanceret gensidig afhængighed. Men mærkeligt nok blev der ikke fundet noget omvendt forhold - adfærd fra akustisk kobling.
Fylogenetisk analyse viste en tæt sammenhæng mellem akustik og natlig livsstil (tabel nr. 3).
Tabel #3: Fylogenetisk analyse af sammenhængen mellem akustisk kommunikation og dag/nat livsstil.
Analyse af dataene viste også, at tilstedeværelsen af en akustisk forbindelse ikke havde nogen effekt på diversificeringshastigheden i tetrapod-fylogeni. Således var de gennemsnitlige indikatorer for diversificering (speciation-udryddelse; r = 0.08 hændelser pr. million år) de samme for begge linjer af arter med akustisk kobling og linjer uden denne færdighed. Derfor kan det antages, at tilstedeværelsen/fraværet af akustisk kommunikation praktisk talt ikke havde nogen effekt på udbredelsen af en bestemt art eller på begivenheder forbundet med dens dannelse eller udryddelse.
Billede #1: Graf over udviklingen af akustisk kommunikation mellem forskellige tetrapoder.
Forskere antyder, at akustisk kommunikation højst sandsynligt udviklede sig uafhængigt i hver større tetrapod-gruppe, men dens oprindelse var gammel i mange store klader (~100-200 mya).
For eksempel udviklede akustisk kommunikation sig ret tidligt i fylogenien af anuran padder (anura), men er fuldstændig fraværende i søstergruppen for alle andre eksisterende frøer fra kladen, der indeholder familierne Ascaphidae (halefrøer) og Leiopelmatidae (liopelm).
Et interessant faktum:
Lyopelmer er endemiske for New Zealand og betragtes som langlivet blandt frøer - hanner lever op til 37 år, og hunner op til 35 år.
Pattedyr udviklede ligesom frøer akustisk kommunikation for omkring 200 millioner år siden. Nogle arter har mistet denne evne under evolutionen, men langt de fleste har bragt den til vore dage. En undtagelse kan betragtes som fugle, som tilsyneladende er de eneste, der ikke har skilt sig med akustisk kommunikation gennem hele evolutionens periode.
Det blev fundet, at akustisk kommunikation var til stede i både den seneste forfader til levende fugle og den ældste forfader til levende krokodiller. Hver af disse forfædre er omkring 100 millioner år gamle. Det kan antages, at den akustiske forbindelse også var til stede i den fælles stamfader til disse to klader, altså så tidligt som for 250 millioner år siden.
Et interessant faktum:
nogle arter af gekkoer er i stand til at lave de mest uventede lyde for en firben - gøen, klik, kvidren osv.
Akustisk kobling er sjælden hos squamater, hvilket kan skyldes en mere snævert fokuseret forekomst udelukkende hos natlige væsner som gekkoer (Gekkota). Relativt nylige evolutionære ændringer har ført til fremkomsten af akustisk kommunikation i nogle fylogenetisk isolerede arter af salamandere og skildpadder.
For mere detaljeret information om nuancerne i undersøgelsen, anbefaler jeg at se på и til ham.
Epilog
Sammenfattende alle de ovenfor beskrevne resultater kan det med næsten fuld sikkerhed fastslås, at udviklingen af akustisk kommunikation på den ene eller anden måde er forbundet med den natlige livsstil. Dette bekræfter teorien om økologiens (miljøets) indflydelse på artens evolutionære karakteristika. Tilstedeværelsen af akustisk kommunikation har dog praktisk talt ingen effekt på artsdiversificering i stor tidsskala.
Forskerne fandt også ud af, at lydkommunikation dukkede op for omkring 100-200 millioner år siden, og nogle arter af tetrapoder bar denne evne gennem hele denne tid uden praktisk talt nogen ændringer.
Det er værd at bemærke, at tilstedeværelsen af akustisk kommunikation for natlige væsner, selvom det er et klart plus, har det ikke en negativ indvirkning på overgangen til en dagligdags livsstil. Denne simple kendsgerning bekræftes af det faktum, at mange tidligere nataktive arter, der har skiftet til en daglig levevis, ikke har mistet denne evne.
Kommunikation med lyde kan ifølge denne undersøgelse kaldes det mest stabile evolutionære træk. Når denne evne blev manifesteret, forsvandt den næsten aldrig i løbet af evolutionen, hvilket ikke kan siges om andre typer signalering, såsom lyse farver eller usædvanlig form på kroppen, fjerdragten eller pels.
Ifølge forskerne kan deres analyse af forholdet mellem akustisk kommunikation og miljøet anvendes på andre evolutionære træk. Man mente tidligere, at økologiens indvirkning på signaleringsmetoder var begrænset til forskelle mellem nært beslægtede arter. Ud fra det ovenfor beskrevne arbejde kan det dog med sikkerhed konstateres, at de fundamentale former for signalering også ændrer sig i overensstemmelse med ændringer i dyrets miljø.
Fredag off-top:
En fremragende demonstration af den utrolige variation af lyde, som forskellige typer fugle laver.
Off-top 2.0:
Nogle gange laver dyr meget usædvanlige og sjove lyde.
Tak fordi du så med, bliv nysgerrig og hav en god weekend alle sammen! 🙂
Nogle annoncer 🙂
Tak fordi du blev hos os. Kan du lide vores artikler? Vil du se mere interessant indhold? Støt os ved at afgive en ordre eller anbefale til venner, , en unik analog af entry-level servere, som blev opfundet af os til dig: (tilgængelig med RAID1 og RAID10, op til 24 kerner og op til 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 gange billigere i Equinix Tier IV datacenter i Amsterdam? Kun her i Holland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - fra $99! Læse om
Kilde: www.habr.com