Nel mondo animale, che comprende l'uomo, esistono molti metodi per trasmettersi reciprocamente informazioni. Potrebbe trattarsi di una danza energica, come quella degli uccelli del paradiso, che indica la disponibilità del maschio a procreare; può essere di un colore brillante, come quello delle raganelle dell'Amazzonia, indicando la loro velenosità; potrebbe essere un profumo canino che segna i confini del territorio. Ma la cosa più comune per gli animali più sviluppati è la comunicazione acustica, cioè l'uso dei suoni. Insegniamo persino ai nostri figli fin dalla culla chi e come dire: una mucca - mu-mu-mu, un cane - bau-bau, ecc. Per noi la comunicazione verbale, cioè acustica, è un aspetto integrante della socializzazione. Lo stesso si può dire di altri rappresentanti della fauna. Gli scienziati dell'Università di Hainan (Cina) hanno deciso di guardare al passato per comprendere l'evoluzione della comunicazione acustica. Quanto è comune la comunicazione acustica tra gli animali, quando ha avuto origine e perché è diventata il metodo dominante per trasmettere informazioni? Lo apprendiamo dal rapporto dei ricercatori. Andare.
Base di ricerca
In questa fase dello sviluppo evolutivo, molti rappresentanti della fauna hanno completamente integrato i segnali acustici nel loro ritmo di vita. I suoni emessi dagli animali vengono utilizzati per attirare un partner (canto degli uccelli, gracidio dei rospi, ecc.), per individuare o disorientare il nemico (il grido di una ghiandaia che informa il predatore che è stato rilevato e che l'imboscata non funzionerà, quindi è meglio che si ritiri), per trasmettere informazioni sulla presenza di cibo (le galline, avendo trovato il cibo, emettono un suono caratteristico per attirare l'attenzione della prole), ecc.
Un fatto interessante:
Campanaro maschio con un solo baffo (Procnias albus) emette un richiamo di accoppiamento di 125 dB (motore a reazione - 120-140 dB), essendo l'uccello più rumoroso del pianeta.
Lo studio dei segnali acustici e della loro evoluzione è in corso da molto tempo. I dati ottenuti da tale lavoro contribuiscono a una migliore comprensione di come le persone utilizzano i suoni e, quindi, di come si sono formate le diverse lingue nelle diverse regioni del pianeta. Tuttavia, tali studi non hanno affrontato le origini stesse della comunicazione acustica come fenomeno. Una delle domande fondamentali a cui nessuno ha ancora risposto è: perché è nata la comunicazione acustica?
Ci sono molte domande che richiedono risposte. In primo luogo, quali fattori ambientali hanno influenzato l'emergere e la formazione di questo tipo di trasferimento di informazioni? In secondo luogo, la comunicazione acustica era correlata alla speciazione, cioè aiuta a diffondere la specie e a prevenirne l’estinzione? In terzo luogo, la presenza di una connessione acustica è evolutivamente stabile una volta che si sviluppa? E infine: la comunicazione acustica si è evoluta parallelamente in diversi gruppi di animali oppure ha un antenato comune a tutte le creature?
Le risposte a queste domande, secondo gli stessi scienziati, sono importanti non solo per comprendere la comunicazione acustica in quanto tale, ma anche per comprendere l'evoluzione e i cambiamenti comportamentali negli animali. Ad esempio, esiste una teoria secondo cui l'habitat influenza fortemente la selezione sessuale e la comunicazione in alcune specie animali. È difficile dire se questa teoria sia applicabile alla generazione del segnale, ma è del tutto possibile. Gli scienziati ricordano anche che Darwin affermava che i segnali sonori svolgono un ruolo importante nella formazione delle coppie in alcune specie. I segnali acustici influenzano quindi la speciazione.
In questo lavoro, i ricercatori hanno deciso di considerare l'evoluzione dei segnali sonori nei tetrapodi, utilizzando un approccio filogenetico (identificando la relazione tra le diverse specie). L'enfasi principale è sull'origine della connessione acustica, piuttosto che sulla sua forma o funzione. Lo studio ha utilizzato dati provenienti da 1799 specie diverse e ha preso in considerazione anche il fattore del comportamento diurno (specie con attività diurna e notturna). Inoltre è stata studiata la relazione tra la comunicazione acustica e il grado di diversificazione delle specie, ovvero la loro prevalenza, attraverso un modello di speciazione-estinzione. È stato testato anche il conservatorismo filogenetico in presenza di relazioni acustiche tra le specie.
Risultati dello studio
Tra i tetrapodi, la maggior parte degli anfibi, dei mammiferi, degli uccelli e dei coccodrilli possiede una comunicazione acustica, mentre la maggior parte degli squamati e delle tartarughe no. Tra gli anfibi questo tipo di trasferimento di informazioni non è presente nei ceciliani (Ceciliano), ma è presente in alcune specie di salamandre e nella maggior parte delle rane (in 39 delle 41 specie considerate). Inoltre, la comunicazione acustica è assente nei serpenti e in tutte le famiglie di lucertole, tranne due: Gekkonidae (geco), Fillodattilidi. Nell'ordine delle tartarughe, solo 2 famiglie su 14 hanno la comunicazione acustica. È abbastanza prevedibile che tra le 173 specie di uccelli considerate, tutte avessero una connessione acustica. Anche 120 famiglie di mammiferi su 125 mostravano questa caratteristica.
Un fatto interessante:
Le salamandre hanno una rigenerazione straordinaria e sono in grado di far ricrescere non solo la coda, ma anche le zampe; le salamandre, a differenza di molti loro parenti, non depongono uova, ma sono vivipare; una delle salamandre più grandi, la salamandra gigante giapponese, pesa 35 kg.
Riassumendo questi dati possiamo dire che la trasmissione acustica delle informazioni è presente nel 69% dei tetrapodi.
Tabella n. 1: percentuale di possessori di trasmissione acustica di informazioni tra le specie di tetrapodi considerate.
Una volta stabilita la distribuzione approssimativa della comunicazione acustica tra le specie, era necessario comprendere la relazione tra questa abilità e il comportamento degli animali (notturno o diurno).
Tra i diversi modelli che descrivono questa relazione per ciascuna specie, è stato selezionato un modello adatto per una descrizione media della relazione acustica-comportamento per tutte le specie. Questo modello (Tabella n. 2) mostra tutti i possibili pro e contro di tale abilità per entrambi i tipi di comportamento animale.
Tabella n.2: analisi del rapporto tra comunicazione acustica e comportamento animale (giorno/notte).
È stata stabilita una chiara dipendenza della comunicazione acustica dal comportamento, nonché un'interdipendenza equilibrata. Tuttavia, curiosamente, non è stata trovata alcuna relazione inversa: comportamento con l'accoppiamento acustico.
L'analisi filogenetica ha mostrato una stretta connessione tra acustica e stile di vita notturno (Tabella n. 3).
Tabella n.3: analisi filogenetica del rapporto tra comunicazione acustica e stile di vita diurno/notturno.
L'analisi dei dati ha inoltre dimostrato che la presenza di connettività acustica non ha avuto alcun effetto sul tasso di diversificazione nella filogenesi dei tetrapodi. Pertanto, i tassi medi di diversificazione (speciazione-estinzione; r = 0.08 eventi per milione di anni) erano gli stessi per entrambi i lignaggi di specie con comunicazione acustica e per i lignaggi senza questa abilità. Si può quindi supporre che la presenza/assenza di comunicazione acustica non abbia avuto praticamente alcun effetto sulla prevalenza di una particolare specie o sugli eventi associati alla sua formazione o estinzione.
Immagine n. 1: cronologia dell'evoluzione della comunicazione acustica tra i vari tetrapodi.
Gli scienziati suggeriscono che la comunicazione acustica probabilmente si è evoluta in modo indipendente in ciascun principale gruppo di tetrapodi, ma le sue origini erano antiche in molti cladi principali (~ 100-200 milioni di anni fa).
Ad esempio, la comunicazione acustica si è sviluppata abbastanza presto nella filogenesi dell'ordine degli anfibi senza coda (anura), ma è completamente assente dal gruppo gemello di tutte le altre rane viventi del clade contenente le famiglie Ascafidi (rane dalla coda) e Leiopelmatidi (liopelma).
Un fatto interessante:
I liopelm sono endemici della Nuova Zelanda e sono considerati le rane più longeve: i maschi vivono fino a 37 anni e le femmine fino a 35 anni.
Nei mammiferi, come le rane, la comunicazione acustica è nata circa 200 milioni di anni fa. Alcune specie hanno perso questa capacità durante l'evoluzione, tuttavia la stragrande maggioranza l'ha mantenuta fino ai giorni nostri. Un'eccezione può essere considerata gli uccelli, che, a quanto pare, sono gli unici che non si sono separati dalla comunicazione acustica durante l'intero periodo dell'evoluzione.
Si è scoperto che la comunicazione acustica era presente sia nel più recente antenato degli uccelli viventi che nel più antico antenato dei coccodrilli viventi. Ciascuno di questi antenati ha circa 100 milioni di anni. Si può supporre che il collegamento acustico fosse presente anche nell'antenato comune di questi due cladi, cioè 250 milioni di anni fa.
Un fatto interessante:
Alcune specie di animali simili ai gechi sono in grado di emettere i suoni più inaspettati per una lucertola: abbaiare, fare clic, cinguettio, ecc.
Negli squamati, la comunicazione acustica è piuttosto rara, il che potrebbe essere dovuto a un evento più ristretto focalizzato esclusivamente nelle creature notturne come i gechi (Gekkota). Cambiamenti evolutivi relativamente recenti hanno portato all'emergere della comunicazione acustica in alcune specie filogeneticamente isolate di salamandre e tartarughe.
Per uno sguardo più dettagliato alle sfumature dello studio, consiglio di dare un'occhiata a и a lui.
Finale
Riassumendo tutti i risultati sopra descritti, possiamo dire con quasi totale sicurezza che lo sviluppo della comunicazione acustica è in un modo o nell'altro collegato allo stile di vita notturno. Ciò conferma la teoria sull'influenza dell'ecologia (l'ambiente) sulle caratteristiche evolutive delle specie. Tuttavia, la presenza della comunicazione acustica non ha praticamente alcun effetto sulla diversificazione delle specie su larga scala temporale.
I ricercatori hanno anche scoperto che la comunicazione sonora è apparsa circa 100-200 milioni di anni fa, e alcune specie di tetrapodi hanno mantenuto questa capacità per tutto questo periodo praticamente senza cambiamenti.
Vale la pena notare che la presenza della comunicazione acustica per gli animali notturni, sebbene sia un chiaro vantaggio, non ha un impatto negativo sulla transizione allo stile di vita diurno. Questo semplice fatto è confermato dal fatto che molte specie precedentemente notturne, essendo passate allo stile di vita diurno, non hanno perso questa capacità.
Secondo questo studio, la comunicazione tramite suoni può essere definita il tratto evolutivo più stabile. Una volta emersa, questa capacità non è quasi mai scomparsa nel corso dell'evoluzione, a differenza di altri tipi di segnali, come i colori vivaci o le forme insolite del corpo, del piumaggio o della pelliccia.
I ricercatori affermano che la loro analisi della relazione tra comunicazione acustica e ambiente può applicarsi ad altri tratti evolutivi. In precedenza si pensava che l'influenza dell'ecologia sui metodi di trasduzione del segnale fosse limitata alle differenze tra specie strettamente imparentate. Tuttavia, sulla base del lavoro sopra descritto, si può affermare con sicurezza che anche i tipi fondamentali di trasmissione del segnale cambiano in base ai cambiamenti nell'ambiente dell'animale.
Venerdì in anteprima:
Una grande dimostrazione dell'incredibile varietà di suoni prodotti dalle diverse specie di uccelli.
Fuori dal mondo 2.0:
A volte gli animali emettono suoni molto insoliti e divertenti.
Grazie per la visione, rimanete curiosi e buon fine settimana a tutti! 🙂
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Fonte: habr.com