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

Looming loomade maailmas, kuhu kuuluvad ka inimesed, on palju viise, kuidas omavahel teavet edastada. See võib olla energiline tants, nagu paradiisilindudel, mis väljendab isase valmisolekut paljuneda; see võib olla erksavärvus, nagu Amazoni puulaste rohutel, mis näitab nende mürgisust; see võib olla lõhn, nagu koertel, mis tähistab territooriumi piire. Kuid enamikule arenenud loomadest on kõige tavalisemaks suhtlusviisiks akustiline kommunikatsioon, st helide kasutamine. Me isegi õpetame oma lapsi beebieas, kes ja kuidas räägib: lehm — mu-mu-mu, koer — haf-haf jne. Meie jaoks on verbaalne, ehk akustiline suhtlemine, lahutamatu osa sotsialiseerumisest. Sama saab öelda ka teiste faunade esindajate kohta. Hiina Hainan'i ülikooli teadlased otsustasid vaadata minevikku, et mõista akustilise kommunikatsiooni arengut. Kui levinud on akustiline suhtlemine loomade seas, millal see algas ja miks sellest sai domineeriv teabe edastamise meetod? Selle kohta saame teada teadlaste aruandest. Alustame.

Uuringu alus

Käesoleva evolutsioonilise arengu etapi ajal on paljud faunade esindajad täiesti integreerinud akustilised signaalid oma elurütmi. Loomade poolt välja käidud helisid kasutatakse paarilise ligimeelitamiseks (lindude laulmine, konnade jõhkrimine jne), vaenlase avastamiseks või desorienteerimiseks (rääkides sinitihased, kes teavitavad röövlindudest, et nad on avastatud ja embust ei toimi, seetõttu on parem taganeda), toidu olemasolust teabe edastamiseks (hauduvate emaste teavitamine iseloomulike helidega, kui nad toitu leiavad) jne.

Huvitav fakt:

Üheotsalise häälitseja (Procnias albus) väljaheite häält 125 dB (reaktiivne mootor — 120-140 dB), olles seeläbi kõige valjem lind planeedil.

Akustiliste signaalide ja nende evolutsiooni uurimine on toimunud juba pikka aega. Selliste uuringute käigus saadud andmed aitavad paremini mõista, kuidas inimesed helisid kasutavad ja seega, kuidas erinevad keeled on erinevates maailma piirkondades kujunenud. Kuid sellised uurimised ei ole käsitlenud akustilise kommunikatsiooni kui nähtuse algust. Üks põhi küsimusi, millele keegi veel vastust ei ole leidnud, on - miks tekkis akustiline kommunikatsioon?

On palju küsimusi, mis vajavad vastuseid. Esiteks, millised ökoloogilised tegurid on mõjutanud selle teabe edastamise tüübi tekkimist ja kujunemist? Teiseks, kas akustiline kommunikatsioon oli seotud liigi arenguga, st kas see aitab liikide levikut ja nende väljasuremise ennetamist? Kolmandaks, kas akustilise sideme olemasolu on pärast selle arengut evolutsiooniliselt stabiilne? Ja lõpuks, kas akustiline side on eri loomagruppides kujunenud paralleelselt või on sellel kõigil ühine eelkäija?

Needless to say, these questions are significant not only for understanding acoustic communication itself but also for comprehending the evolution and behavioral changes in animals. For instance, there is a theory suggesting that the habitat significantly influences sexual selection and communication in certain animal species. While it remains challenging to conclude if this theory applies to the formation of signals, it is certainly plausible. Additionally, researchers remind us that Darwin himself noted the critical role of sound signals in mate formation for some species. Consequently, acoustic signals affect speciation.

Selles uuringus otsustasid teadlased uurida neljajalgsete helisignaalide evolutsiooni filogeneetilise lähenemise abil (erinevate liikide vaheliste seoste kindlakstegemine). Peamine rõhk on asetatud akustilise suhtluse päritolule, mitte selle vormile või funktsioonidele. Uuringus kasutati andmeid 1799 erineva liigi kohta, arvestades ka igapäevase käitumise tegurit (päeval ja öösel aktiivsed liigid). Lisaks uuriti akustilise kommunikatsiooni ja liikide mitmekesisuse astme vahelist seost, st nende levikut, kasutades liikide teke-ja väljasuremise mudelit. Samuti kontrolliti filogeneetilist konservatiivsust akustilise suhtluse olemasolul liikide vahel.

Uuringu tulemused

Neljarattaliste seas omavad enamiku amfiibide, imetajate, lindude ja krokodillide kiiret akustilist suhtlust, samas kui enamikul soomustest ja kilpkonnadest seda puudub. Amfiibide seas puudub selline teabe edastamise liik seitsme tunni.Caecilian), kuid mõnel salamandri liigil ja enamikul konnadest (39-st 41-st liidist). Akustiline side puudub aga madudel ja kõikidel sisalikute perekondadel, välja arvatud kahel — Gekkonidae (gekkonid), Phyllodactylidae. Kilpkonnade seltsis omavad vaid 2 14-st perekonnast akustilist kommunikatsiooni. Ootuspäraselt oli 173 uuritud linnuliigi seas akustiline side kõigil. 120-st 125-st imetajate perekonnast demonstreeris samuti selle omaduse olemasolu.

Huvitav fakt:

S salamandritel on imelised regeneratsiooni võimed ja nad suudavad kasvatada tagasi mitte ainult saba, vaid ka käpa; erinevalt paljusid oma sugulasi, ei mune salamandrid mune, vaid on elusad; üks suurimaid salamandreid — jaapanlase hiiglaslik salamander — kaalub 35 kg.

Kokkuvõttes võib öelda, et akustiline teabe edastamine on olemas 69% neljajalgsest esindajatest.

Tabel nr 1: akustilist teabe edastamist omavate neljajalgsete liikide protsent.

Paigaldades helikommunikatsiooni leviku liikide seas, oli vajalik mõista selle oskuse ja loomade käitumise (öine või päevane) seost.

Mitme mudeli hulgast, mis kirjeldavad seda suhet igas liikide kohta, valiti mudel, mis sobib keskmise kirjeldamise jaoks akustika ja käitumise seose jaoks kõigi liikide osas. See mudel (tabel №2) toob välja kõik võimalikud eelised ja puudused sellise oskuse puhul mõlemat tüüpi loomade käitumise jaoks.

Tabel №2: analüüs akustilise kommunikatsiooni ja looma käitumise seostest (päevane / öine).

Selge seos akustilise kommunikatsiooni ja käitumise vahel oli kindlaks tehtud, samuti tasakaalustatud vastastikune sõltuvus. Kuid mis huvitav, tagaspoole sõltuvust — käitumise akustilisest seosest — ei leitud.

Filogeneetiline analüüs näitas akustika ja öise eluviisi tihedat seost (tabel №3).

Tabel №3: filogeneetiline analüüs akustilise kommunikatsiooni ja päevase / öise eluviisi seostest.

Andmete analüüs on samuti näidanud, et akustiline kommunikatsioon ei mõjutanud neljajalgsete filogeneesis mitmekesistumise kiirus. Nii olid keskmised mitmekesistumise näitajad (liikide teke – väljasuremine; r = 0,08 sündmust miljoni aasta kohta) nii akustilise kommunikatsiooniga liikide kui ka ilma selleta liikide puhul samad. Seega võib oletada, et akustilise kommunikatsiooni olemasolu või puudumine ei avaldanud peaaegu mingit mõju mingi liigi levikule ega ka tema tekke või väljasuremisega seotud sündmustele.

Pilt №1: akustilise kommunikatsiooni evolutsioonigraafik erinevate neljajalgsete seas.

Teadlased oletavad, et akustiline kommunikatsioon on tõenäoliselt arenenud sõltumatult igas põhigrupis neljajalgsetes, kuid selle algus oli paljudes peamistes kladades iidne (~ 100–200 miljonit aastat tagasi).

Näiteks arenes akustiline kommunikatsioon piisavalt varakult koeraevolutsiooni filogeneesis (Anura), kuid puudub täielikult õdede rühmas kõigi teiste tänapäevaste konnade seas, mis kuuluvad peredesse Ascaphidae (sabasäärega konnad) ja Leiopelmatidae (leiopelmad).

Huvitav fakt:

Leiopelmad on Uus-Meremaa endeemid ja peetakse konnade seas pikaealiseks — isased elavad kuni 37 aastat, emased kuni 35 aastat.

Nagu konnadel, arenes imetajate seas akustiline suhtlemine välja umbes 200 miljonit aastat tagasi. Mõned liigid on evolutsiooni käigus selle oskuse kaotanud, kuid enamik on selle tänapäevani säilitanud. Erandiks on linnud, kes näivad olevat ainsad, kellel on akustiline suhtlemine evolutsiooni jooksul kunagi kadunud.

On leitud, et akustiline suhtlemine esines nii elavate lindude kõige nooremal eelkäijal kui ka elavate krokodillide kõige vanemal eelkäijal. Igal neist eelkäijatest on umbes 100 miljonit aastat. Võib eeldada, et akustiline suhtlemine esines ka nende kahe klooni ühisel eelkäijal, st veel 250 miljonit aastat tagasi.

Huvitav fakt:

Mõned gekkonide liigid suudavad tootma üllatavaid helisid, mis on ebatavalised sisaliku jaoks — käbid, näpsud, sirged hääled jne.

Kilpkonnade helikommunikatsioon esineb harva, mida võib seostada kitsama suunaga, mis on iseloomulik peamiselt öise eluviisiga liikidele, nagu gekod (Gekkota). Suhteliselt hiljutised evolutsioonilised muutused on toonud esile helikommunikatsiooni mõnedes filogeneetiliselt isoleeritud salamandri- ja kilpkonnaliikides.

Sügavamate teadmiste saamiseks uurimistöö nüanssidest soovitan vaadata teadlaste aruannet ja täiendavad materjalid selle juurde.

Epilog

Kokkuvõttes võib kõik eespooltoodud tulemused kokku võttes peaaegu täieliku kindlusega öelda, et helikommunikatsiooni areng on mingil moel seotud öise eluviisiga. See kinnitab teooriat, et ökoloogia (elupaika mõjutavad tegurid) mängib rolli liigi evolutsioonilistes omadustes. Siiski ei oma helikommunikatsiooni olemasolu tegelikult mingit mõju liigi mitmekesistumisele pikaajalises perspektiivis.

Uurijad on samuti tuvastanud, et helikommunikatsioon hakkas arenema umbes 100-200 miljonit aastat tagasi, ja mõned neljajalgsed liigid on selle võimekuse säilitanud peaaegu muutumatuna kogu selle aja jooksul.

Tasub märkida, et akustilise suhtlemise olemasolu öistele olenditele, kuigi see on ilmne eelis, ei mõjuta negatiivselt päevaelule üleminekut. Seda lihtsat tõsiasja kinnitab see, et paljud varasemalt öised liigid ei ole pärast päevase elustiili omaksvõttu seda võimet kaotanud.

Uuringu andmete kohaselt võib helide kaudu suhtlemist pidada kõige vastupidavamaks evolutsiooniliseks tunnuseks. Kui see võime ilmus, siis see praktiliselt kunagi ei kadunud evolutsiooni käigus, mida ei saa öelda teiste signaalide edastamise liikide kohta, nagu erksad värvid või ebatavaline keha kuju, suleline või karvane välimus.

Uuringute kohaselt võib nende akustilise suhtluse ja keskkonna seose analüüs olla rakendatav ka teistele evolutsioonilistele tunnustele. Varem arvati, et ökoloogia mõju signaalide edastamise meetoditele piirdub sugulaste liikide vaheliste erinevustega. Kuid, tuginedes eespool kirjeldatud tööle, võib kindlalt väita, et fundamentaalsed signaalide edastamise tüübid muutuvad samuti vastavalt loomade elukeskkonna muutustele.

Reede off-topic:

Off-topic 2.0:

Aitäh tähelepanu eest, jääge uudishimulisteks ja nautige kõiki nädalavahetusi, sõbrad! 🙂

Veidi reklaami 🙂

Aitäh, et olete meiega. Kas teile meeldivad meie artiklid? Kas soovite näha rohkem huvitavaid materjale? Toetage meid, tehes tellimuse või soovitades meid tuttavatele. pilve VPS arendajatele alates $4,99, ainulaadne sisenemise taseme 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 õieti serverit jagada? (saadaval on RAID1 ja RAID10 variandid, kuni 24 südamikku ja kuni 40GB DDR4).

Kas Dell R730xd on kaks korda odavam Equinixi Tier IV andmete keskuses Amsterdamis? Ainult meie juures 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TB alates $199 Hollandi turul! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — alates $99! Lugege, kuidas Luua ettevõtte tasemel infrastruktuur Dell R730xd E5-2650 v4 serveritega, mille hind on 9000 eurot, madala hinnaga?

Allikas: habr.com