Mu-mu, hav-hav, kä-kä: akustilise kommunikatsiooni evolutsioon

Looming loomade maailmas, kuhu kuuluvad ka inimesed, on mitmeid meetodeid teabe edastamiseks üksteisele. See võib olla energiline tants, nagu paradiisilindudel, mis näitab isase valmidust paljunemiseks; see võib olla erksavärvus, nagu Amazonase puuliblede puhul, mis viitab nende mürgisusele; see võib olla lõhn, nagu koertel, mis tähistab territooriumi piire. Kuid enamikule arenenud loomadest on kõige tuntum akustiline kommunikatsioon, st helide kasutamine. Me õpetame isegi oma lapsi alates vabatükkidest, kes ja kuidas räägib: lehma — mu-mu-mu, koera — hau-hau jne. Meie jaoks on verbaalne, st akustiline suhtlemine lahutamatu osa sotsialiseerumisest. Sama võib öelda ka teiste faunade esindajate kohta. Hainan ülikooli teadlased (Hiinas) otsustasid vaadata minevikku, et mõista akustilise kommunikatsiooni evolutsiooni. Kui laialdane on akustiline suhtlus loomade seas, millal see tekkis ja miks sellest sai domineeriv teabe edastamise meetod? Nendele küsimustele saame vastuse teadlaste aruandest. Alustame.

Uuringu alus

Selle evolutsioonilise arengu etapil on paljude faunade esindajad täielikult integreerinud akustilised signaalid oma elu rütmi. Loomade poolt toodetud helisid kasutatakse partnereid meelitamiseks (lindude laulmine, konnade kühveldamine jne), vaenlase avastamiseks või segadusse ajamiseks (rätsepa karjed, mis teavitavad röövloomast, et teda on avastatud ja varitsus ei õnnestu, seega on parem tagasi tõmbuda), teabe edastamiseks toidu olemasolu kohta (haudujad, kes on leidnud toidu, teevad oma järglaste tähelepanu köitmiseks iseloomulikku heli) jne.

Huvitav fakt:

Üheksakümmend hääletu jaanalinnu (Procnias albus) välja viskab küttekõva hüüd 125 dB (reaalsest mootorist – 120–140 dB), olles seega planeedi kõige valjem lind.

Akustiliste signaalide uurimine ja nende evolutsioon on käinud juba pikka aega. Sellest uurimistööst saadud andmed aitavad paremini mõista, kuidas inimesed helisid kasutavad ja seega, kuidas erinevad keeled erinevates maailmajagudes on kujunenud. Kuid sellised uuringud ei ole käsitlenud akustilise kommunikatsiooni tekkimist kui nähtust. Üks põhilisi küsimusi, millele seni vastust ei ole leitud, on - miks akustiline kommunikatsioon tekkis?

On palju küsimusi, mis vajavad vastuseid. Esiteks, millised ökoloogilised tegurid mõjutasid selle teabe edastamise tüübi tekkimist ja kujunemist? Teiseks, kas akustiline kommunikatsioon oli seotud liikide tekkimisega, st aitab see liigile levida ja vältida väljasuremist? Kolmandaks, kas akustilise sideme olemasolu on pärast selle arengut evolutsiooniliselt stabiilne? Ja lõpuks, kas akustiline side arenes erinevates loomagruppides paralleelselt või on tal kõigi olevuste jaoks ühine eelkäija?

Vastused nendele küsimustele on teadlaste arvates olulised mitte ainult akustilise side mõistmiseks, vaid ka loomade evolutsiooni ja käitumismuutuste mõistmiseks. Näiteks on olemas teooria, et elukeskkond mõjutab tugevalt sugulise valiku ja suhtlemise protsesse mõnedes loomaliikides. Kas see teooria on kohaldatav signaalide kujunemisele, on keeruline öelda, kuid see on täiesti võimalik. Samuti meenutavad teadlased, et juba Darwin rääkis, et teatud liikide paaritumise vormimisel mängivad olulist rolli just helisignaalid. Seega mõjutavad akustilised signaalid liikide teke.

Selles töös otsustasid uurijad käsitleda neljajalgsete helisignaalide arengut filogeneetilise lähenemise kaudu (seos erinevate liikide vahel). Peamine fookus on asetatud akustilise suhtluse päritolule, mitte selle vormile või funktsioonidele. Uuringus kasutati andmeid 1799 erineva liigi kohta, võttes arvesse ka päevase käitumise tegurit (liigid, millel on päevasel ja öisel aktiivsusel). Lisaks viidi läbi akustilise suhtluse ja liikide mitmekesisuse astme, st nende leviku, seose uurimine, kasutades liigi tekkimise ja kadumise mudelit. Samuti kontrolliti filogeneetilist konservatiivsust akustilise suhtluse olemasolu korral liikide vahel.

Uuringu tulemused

Neljajalgsete seas omavad valdav enamik amfiibidest, imetajatest, lindudest ja krokodillidest akustilist suhtlust, samas kui enamik soomustega loomadest ja kilpkonnadest ei oma. Amfiibide seas ei ole sellist teabe edastamise tüüpi cehciilidel (Caecilian), kuid mõnedel salamandril ja enamikul konnadel (39 41 uuritud liigist) on see olemas. Samuti puudub akustiline suhtlus maduadel ja kõikidel sisalikuperede, välja arvatud kahel — Gekkonidae (gekkoned), Phyllodactylidae. Kilpkonnade seltsis omavad akustilist suhtlust vaid 2 14 perest. Täiesti ootuspärane on, et uuritud 173 linnuliigi seas oli akustiline suhtlus kõigil. 120 125 imetajaperest näitas samuti seda omadust.

Huvitav fakt:

Salamandril on hämmastav regeneratsioonivõime ja nad suudavad kasvatada uuesti mitte ainult saba, vaid ka jäsemeid; salamandrid, erinevalt paljusid oma sugulastest, ei muna mune, vaid on elujõulised; üks suurimaid salamandreid — Jaapani hiidsalamander — kaalub 35 kg.

Kokkuvõttes võib öelda, et akustiline teabe edastamine esineb 69% neljajalgsetest esindajatest.

Tabel nr 1: akustilise teabe edastamise protsent uuritavate neljajalgsete liikide seas.

Kuna on kindlaks tehtud akustilise suhtluse umbkaudne levik liikide seas, tuli mõista seost selle oskuse ja loomade käitumise (öine või päevane) vahel.

Mitme mudeli seas, mis kirjeldavad seda suhet iga liigi jaoks, valiti mudel, mis sobib keskmiseks kirjeldamiseks akustika ja käitumise seosest kõikide liikide vahel. See mudel (tabel nr 2) näitab kõiki võimalikke plusse ja miinuseid sellise oskuse kohta mõlema looma käitumise variandi puhul.

Tabel nr 2: analüüs akustilise kommunikatsiooni ja looma käitumise (päevane / öine) vahel.

On leitud selge seos akustilise kommunikatsiooni ja käitumise vahel, samuti tasakaalustatud vastastikune sõltuvus. Kuid huvitaval kombel ei leitud vastupidist sõltuvust — käitumist akustilisest suhtlusest.

Filogeneetiline analüüs näitas akustika ja öise eluviisi tihedat seost (tabel nr 3).

Tabel nr 3: filogeneetiline analüüs akustilise kommunikatsiooni ja päeva / öö eluviisi vahel.

Andmete analüüs näitas ka, et akustilise suhte olemasolu ei mõjutanud neljajalgsed filogeneesi diversifikatsiooni kiirus. Nii olid keskmised diversifikatsiooni näitajad (liikide teke — väljasuremine; r = 0,08 sündmust miljoni aasta kohta) samad nii akustilise suhtluse liinide kui ka puuduvate oskuste liinide puhul. Seega võib eeldada, et akustilise kommunikatsiooni olemasolu / puudumine ei mõjutanud praktiliselt mitte kuidagi konkreetse liigi levikut ega sündmusi, mis olid seotud selle tekkimise või väljasuremisega.

Pilt nr 1: akustilise kommunikatsiooni areng graafik erinevate neljajalgsete seas.

Teadlased eeldavad, et akustiline suhtlus arenes tõenäoliselt iga peamise neljajalgse grupi sees sõltumatult, kuid selle päritolu oli iidne paljudes olulistes kloonides (~ 100–200 miljonit aastat tagasi).

Näiteks arenes akustiline kommunikatsioon piisavalt varakult filogeneesis kahepaiksete (Anura) seltsi sees, kuid on täielikult puuduv sugulasgrupis, mis sisaldab kõiki teisi tänapäeval elavaid konni perekondades, mis hõlmavad peresid Ascaphidae (saba-konnad) ja Leiopelmatidae (leiopelmad).

Huvitav fakt:

Leiopelmad on Uus-Meremaa endeemilised liigid ja neid peetakse konnade seas pikaealiseks — isased elavad kuni 37 aastat ja emased kuni 35 aastat.

Eemaldajate seas, nagu ka konnid, tekkis akustiline suhtlemine umbes 200 miljonit aastat tagasi. Teatud liikide puhul on see oskus evolutsiooni käigus kadunud, kuid enamus on selle meieni edastanud. Erandiks on linnud, kes tunduvad olevat ainsad, kes ei ole akustilisest suhtlemisest kogu evolutsiooniperioodi vältel loobunud.

On kindlaks tehtud, et akustiline kommunikatsioon esines nii kõige hilisemal esivanemal, kes elab praegu linnud, kui ka kõige vanemal esivanemal, kes elab praegu krokodillid. Igale nendele esivanematele oli umbes 100 miljonit aastat. Võib oletada, et akustiline side esines ka nende kahe rikka ühisvanemas, st veel 250 miljonit aastat tagasi.

Huvitav fakt:

Mõned geckode rühma kuuluvad liigid suudavad teha kõige ootamatumaid hääli, mida sisalikud võivad välja anda — haukumist, klõpsatusi, sirinat jne.

Kaaludega loomade seas esineb akustiline suhtlemine üsna harva, mis võib olla seotud kitsama arenguga, mis esines vaid öise eluviisiga olendite, nagu geckode (Gekkota) seas. Suhteliselt hiljutised evolutsioonilised muutused on viinud akustilise kommunikatsiooni esinemiseni mõnedes filogeneetiliselt isoleeritud salamandra ja kilpkonna liikides.

Süvitsi minekuks uurimise nüanssidega soovitan tutvuda teadlaste raportiga ja täiendavate materjalidega selle juurde.

Epilog

Kokkuvõttes kõigist eelnevalt kirjeldatud tulemustest võib peaaegu absoluutse kindlusega väita, et akustilise kommunikatsiooni areng on mingil viisil seotud öise eluviisiga. See toetab hüpoteesi keskkonna (elupaiga) mõjust liigi evolutsioonilistele eripäradele. Sellegipoolest ei avalda akustilise kommunikatsiooni olemasolu tegelikult mingit mõju liigi mitmekesisusele suure aja jooksul.

Samuti on uurijad kindlaks teinud, et helikommunikatsioon ilmus umbes 100–200 miljonit aastat tagasi, ja mõned neljajalgsete liigid on selle võime säilitanud peaaegu muutumatuna kogu selle aja jooksul.

Tuleb märkida, et akustilise suhtlemise olemasolu öiste olendite seas on kindlasti selge eelis, kuid see ei oma negatiivset mõju päevaeluviisi üleminekule. Seda lihtsat fakti kinnitab see, et paljud varem öised liigid ei ole päevasele elustiilile üle minnes selle võime kaotanud.

Heli suhtlemine helide kaudu võib selle uuringu põhjal pidada kõige püsivamaks evolutsiooniliseks tunnuseks. Kui see võime ilmus, ei ole see evolutsiooni käigus praktiliselt kunagi kadunud, erinevalt teistest signaalide edastamise liikidest, nagu erksad värvid või ebatavaline kehakuju, sulestik või karvad.

Teadlaste sõnul võib nende analüüs akustilise suhtlemise ja keskkonna vahelest rakendada ka teistele evolutsioonilistele tunnustele. Varem arvati, et ökoloogia mõju signaalide edastamise meetoditele on piiratud suguliste liikide erinevustega. Kuid tuginedes ülaltoodud tööle, on kindel väita, et ka signaalide põhitüübid muutuvad vastavalt loomade elukeskkonna muutustele.

Reede off-topic:

Off-top 2.0:

Tänan tähelepanu eest, jääge uudishimu juurde ja soovin kõigile toredat nädalavahetust, sõbrad! 🙂

Veidi reklaami 🙂

Aitäh, et olete meiega. Kas teile meeldivad meie artiklid? Kas soovite näha rohkem huvitavat sisu? Toetage meid, tellides teenuse või soovitades meid tuttavatele. Pilve VPS arendajatele alates $4.99, ainulaadne entry-level serverite analoog, mille oleme teie jaoks välja mõelnud: Kogu tõde VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps alates $19 või kuidas jagada serverit õigesti? (saadaval RAID1 ja RAID10 variandid, kuni 24 tuuma ja kuni 40GB DDR4).

Dell R730xd on Equinixi Tier IV andmekeskuses Amsterdamis kaks korda odavam? Ainult meie juures 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TB alates $199 Hollandis! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — alates $99! Lugege sellest Kuidas luua ettevõtte tasemel infrastruktuuri, kasutades Dell R730xd E5-2650 v4 servereid, mille hind on 9000 eurot, taskukohase hinna eest?

Allikas: habr.com