Az állatvilágban, ahová az embereket is sorolják, számos módszer létezik az információk egymásnak való átadására. Ez lehet energikus tánc, mint a paradicsommadaraknál, amely a hím szaporodási hajlandóságát jelzi; lehet élénk szín, mint az amazóniai fáraók békáinál, ami mérgességüket hirdeti; lehet illat, mint a kutyáknál, amely a terület határait jelöli. De a legtöbb fejlett állat számára a leggyakoribb az akusztikus kommunikáció, vagyis a hangok használata. Még a gyermekeinket is csecsemőkoruktól kezdve tanítjuk meg arra, hogy ki és hogyan beszél: tehenek — mú-mú-mú, kutyák — gav-gav, stb. Az audió, más szóval akusztikus kommunikáció számunkra elengedhetetlen része a szocializációnak. Ugyanez elmondható más állatfajokról is. A Hainani Egyetem tudósai (Kína) úgy döntöttek, hogy visszatekintenek a múltba, hogy megértsék az akusztikus kommunikáció evolúcióját. Mennyire elterjedt az akusztikus kommunikáció az állatok között, mikor indult el, és miért vált a domináló információátadási módszerré? Erről többet megtudhatunk a kutatók beszámolójából. Induljunk!
A kutatás alapja
Az evolúciós fejlődés ezen szakaszában sok állatfaj teljesen beépítette az akusztikus jeleket az élet ritmusába. Az állatok által kiadott hangokat partnerek vonzására használják (madarak éneke, békák brekegése, stb.), ellenség felfedezésére vagy dezorientálására (a szajkó kiáltása, figyelmeztetve a ragadozót, hogy felfedezték és az lesben állás nem működik, ezért érdemes visszavonulnia), valamint élelem jelenlétének közlésére (a kotló tyúkok, amikor megtalálják az élelmet, jellegzetes hangot adnak, hogy felhívják utódaik figyelmét) stb.
Érdekes tény:
Az egyhasábú örvénylő (Procnias albus) 125 dB erősségű párzási kiáltást ad ki (a sugárhajtómű 120-140 dB), ezáltal a legzajosabb madár a bolygón.
Az akusztikus jelek és azok evolúciójának tanulmányozása már régóta folyik. Az ilyen kutatások során nyert adatok hozzájárulnak ahhoz, hogy jobban megértsük, hogyan használják az emberek a hangokat, és ezáltal hogyan alakultak ki a különböző nyelvek a bolygó különböző régióiban. Azonban ezek a kutatások nem foglalkoztak az akusztikus kommunikáció mint jelenség megszületésével. Az egyik alapvető kérdés, amelyre eddig senki sem válaszolt, az az, hogy miért alakult ki az akusztikus kommunikáció?
Számos kérdés merül fel, amelyek megválaszolásra várnak. Először is, melyek azok az ökológiai tényezők, amelyek befolyásolták ennek az információátviteli típusnak a megjelenését és fejlődését? Másodsorban, kapcsolódott-e az akusztikus kommunikáció a fajképződéshez, vagyis segíti-e a faj terjedését és megmaradását? Harmadszor, az akusztikus kapcsolatok evolúciós szempontból stabilak-e a fejlődésük után? Végül, párhuzamosan fejlődött-e az akusztikus kapcsolatok különböző állatcsoportokban, vagy közös őse van mindenkinek?
A tudósok véleménye szerint ezekre a kérdésekre adott válaszok nemcsak az akusztikus kommunikáció megértéséhez fontosak, hanem az állatok evolúciójának és viselkedési változásainak megértéséhez is. Például van egy elmélet, miszerint a környezet jelentős hatással van a szexuális szelekcióra és a bizonyos állatfajok közötti kommunikációra. Nehéz megmondani, hogy ez az elmélet alkalmazható-e a jelek kialakulására, de ez teljesen valóságos. A tudósok azt is emlékeztetnek, hogy már Darwin is beszélt arról, hogy bizonyos fajok párképződésében a hangjelzések fontos szerepet játszanak. Következésképpen az akusztikus jelek befolyásolják a fajképződést.
Ebben a munkában a kutatók úgy döntöttek, hogy megvizsgálják a hangjelek evolúcióját négylábúaknál filogenetikai megközelítés alkalmazásával (a különböző fajok közötti összefüggések feltárása). A hangsúly a akusztikus kommunikáció eredetén van, nem pedig annak formáján vagy funkcióin. A kutatásban 1799 különböző faj adatait használták fel, figyelembe véve a napi viselkedési tényezőt (nappali és éjszakai aktivitású fajták). Ezen kívül megvizsgálták az akusztikus kommunikáció és a fajok diverzifikációjának fokozata közötti kapcsolatot, azaz elterjedtségüket a fajképződés-kihalás modell segítségével. A filogenetikai konzervativizmust is tesztelték az akusztikus kommunikáció megléte és a fajok közötti kapcsolatok esetén.
A kutatás eredményei
A négylábúak közül a legtöbb kétéltű, emlős, madár és krokodil rendelkezik akusztikus kommunikációval, míg a legnagyobb része a pikkelyeseknek és a teknősöknek nem. A kétéltűek között nincs ilyen típusú információátadás a ceceiliáknál (Caecilian), de bizonyos békák (a vizsgált 41 faj közül 39-nél) és néhány szalamandránál van. Az akusztikus kommunikáció hiányzik a kígyóknál és az összes gyíkcsaládban, kivéve kettőt — Gekkonidae (gekkók), Phyllodactylidae. A teknősöknél 14 családból csupán 2 rendelkezik akusztikus kommunikációval. Teljesen várható, hogy a vizsgált 173 madárfaj közül mindenki rendelkezett akusztikus kommunikációval. A 125 emlősfaj közül 120 is bemutatta ezt a tulajdonságot.
Érdekes tény:
A szalamandrák csodálatos regenerációval bírnak, és képesek újjá nőni nemcsak a farkukat, hanem a lábukat is; a szalamandrák, ellentétben sok rokonukkal, nem rakják le a tojásokat, hanem élve szülnek; az egyik legnagyobb szalamandra, a japán óriás, 35 kg-ot nyom.
Ezeket az adatokat összefoglalva elmondható, hogy az akusztikus információátadás a négylábúak 69%-ánál jelen van.
1. Táblázat: Az akusztikus információátadással rendelkező fajták aránya a vizsgált négylábúak között.
Miután meghatározták az akusztikus kommunikáció körüli példás elterjedtséget a fajták között, meg kell érteni a kapcsolatot ezen képesség és az állatok viselkedése között (éjszakai vagy nappali).
Több modell közül, amely ezt a kapcsolatot minden egyes faj esetében leírja, az a modell került kiválasztásra, amely a legjobban megfelel az akusztika és az állati viselkedés közötti kapcsolat átlagos leírásának. Ez a modell (2. táblázat) bemutatja az ehhez a készséghez kapcsolódó minden lehetséges előnyt és hátrányt mindkét viselkedési forma esetében.
2. táblázat: Az akusztikus kommunikáció és az állati viselkedés (nappali / éjjeli) közötti kapcsolat elemzése.
Kiderült, hogy egyértelmű kapcsolat van az akusztikus kommunikáció és a viselkedés között, valamint egy kiegyensúlyozott kölcsönös függőség. Érdekes módon, fordított kapcsolatot, tehát a viselkedés akusztikus kapcsolatra való hatását nem találták.
A filogenetikai elemzés szoros összefüggést mutatott az akusztika és az éjjeli életmód között (3. táblázat).
3. táblázat: A filogenetikai elemzés az akusztikus kommunikáció és a nappali / éjjeli életmód közötti kapcsolat elemzéséről.
Az adatelemzés szintén azt mutatta, hogy az akusztikus kommunikáció jelenléte egyáltalán nem befolyásolta a négylábúak filogenetikai diverzifikációs sebességét. A diverzifikációs átlagértékek (faj kialakulása – kihalás; r = 0.08 esemény egymillió évre) az akusztikus kommunikációval rendelkező és a nélküle rendelkező fajvonalak esetében is azonosak voltak. Következésképpen feltételezhető, hogy az akusztikus kommunikáció jelenléte vagy hiánya szinte semmilyen hatással nem volt egy adott faj elterjedésére vagy a megjelenésével vagy kihalásával kapcsolatos eseményekre.
1. kép: A különböző négylábúak közötti akusztikus kommunikáció evolúciójának grafikonja.
A tudósok azt feltételezik, hogy az akusztikus kommunikáció valószínűleg függetlenül fejlődött ki a négylábúak minden fő csoportjában, de eredete sok alapváltozatban régi (~ 100–200 millió évvel ezelőtt).
Például az akusztikus kommunikáció viszonylag korán alakult ki a békák osztályának filogenezisében (Anura) de teljesen hiányzik a testvércsoportban az összes többi ma élő béka számára, amely tartalmazza a Ascaphidae (farkos békák) és Leiopelmatidae (liopelma).
Érdekes tény:
A liopelma Új-Zéland endemikus faja, mely a békák között hosszú életűnek számít — a hímek akár 37 évig, a nőstények pedig akár 35 évig élnek.
Embereknél, akárcsak a békáknál, az akusztikus kommunikáció körülbelül 200 millió évvel ezelőtt alakult ki. Néhány faj az evolúció során elvesztette ezt a képességet, azonban a túlnyomó többségünk napjainkig megőrizte. Kivételt képeznek a madarak, amelyek úgy tűnik, egyedülállóan nem váltak meg az akusztikus kommunikációtól evolúciójuk során.
Megállapították, hogy az akusztikus kommunikáció megtalálható mind a ma élő madarak legutolsó közös ősében, mind a ma élő krokodilok legősibb közös ősében. E közös ősek körülbelül 100 millió évesek. Feltételezhető, hogy az akusztikus kommunikáció a két csoport közös ősében is jelen volt, tehát további 250 millió évvel ezelőtt.
Érdekes tény:
Néhány geckószerű faj képes a legmeglepőbb hangokat kiadni a gyíkok számára — ugatás, kattogás, csirip és így tovább.
A pikkelyeseknél az akusztikus kommunikáció meglehetősen ritka, ami összefüggésben állhat azzal, hogy kizárólag éjszakai életmóddal rendelkező lények, mint például a geckószerűek (Gekkota) esetében alakult ki. A viszonylag közelmúltbeli evolúciós változások néhány filogenetikailag elszigetelt béka- és teknősfaj esetében az akusztikus kommunikáció megjelenését eredményezték.
A kutatás részleteinek alaposabb megismeréséhez ajánlom, hogy nézzen utána és hozzá.
Epilógus
Összefoglalva az összes fent említett eredményt, gyakorlatilag teljes bizonyossággal kijelenthető, hogy az akusztikus kommunikáció fejlődése valamilyen formában összefügg az éjszakai életmóddal. Ez megerősíti azt az elméletet, miszerint az ökológia (életterület) hatással van a faj evolúciós sajátosságaira. Mindazonáltal az akusztikus kommunikáció megléte gyakorlatilag nem befolyásolja a faj diverzifikációját nagy időskálán.
A kutatók azt is megállapították, hogy a hangalapú kommunikáció körülbelül 100-200 millió éve jelent meg, és a négylábúak néhány faja ezt a képességet gyakorlatilag változatlanul megőrizte azóta.
Fontos megjegyezni, hogy az akusztikus kommunikáció megléte éjszakai lények számára nyilvánvaló előny, de nem gyakorol negatív hatást a nappali életmódra való áttérés során. Ezt az egyszerű tényt az is alátámasztja, hogy sok korábban éjszakai faj a nappali életmódra áttérve nem veszítette el ezt a képességet.
A hangzás alapján való kommunikáció a kutatások szerint az evolúció legstabilabb tulajdonsága. Amikor ez a képesség megjelent, gyakorlatilag sosem tűnt el az evolúció során, ami más típusú jelátviteli módszerekre, például a fényes színekre vagy a szokatlan testformákra, tollazatra vagy szőrzetre nem mondható el.
A kutatók szerint az akusztikus kommunikáció és a környezet közötti kapcsolat elemzésük más evolúciós jellemzőkre is alkalmazható. Korábban úgy vélték, hogy az ökológia hatása a jelátviteli módszerekre a közeli rokonságú fajok közötti eltérésekre korlátozódik. Azonban a fenti munka alapján bátran kijelenthető, hogy az alapvető jelátviteli típusok is változnak az állatok élőhelyének környezeti változásaival.
Pénteki off-topic:
Kiváló bemutatója az elképesztő hangok sokféleségének, amelyeket különböző madárfajok adnak ki.
Off-topic 2.0:
Néha az állatok nagyon szokatlan és szórakoztató hangokat adnak ki.
Köszönöm a figyelmet, maradjatok kíváncsiak, és kiváló hétvégét mindenkinek, srácok! 🙂
Egy kis reklám 🙂
Köszönjük, hogy velünk maradtál. Tetszenek a cikkeink? Szeretnél több érdekes anyagot látni? Támogass minket, és rendelés leadásával vagy ismerősöknek ajánlással segíts nekünk. , Egyedülálló alternatívája az entry-level szervereknek, amelyet Önnek találtunk ki: (elérhetők RAID1 és RAID10 opciók, akár 24 magig és 40GB DDR4-ig).
Dell R730xd kétszer olcsóbban a Tier IV Equinix adatközpontban Amszterdamban? Csak nálunk Hollandiában! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2GHz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — 99 dollártól! Olvasd el ezt
Forrás: habr.com
