ムームー、ワンワン、クワクワク：音響コミュニケーションの進化

人間を含む動物の世界には、相互に情報を伝達するさまざまな方法があります。 これは極楽鳥のようなエネルギッシュなダンスで、オスの出産準備ができていることを示しているのかもしれません。 アマゾンのアマガエルのように、その有毒性を示す明るい色かもしれません。 それは縄張りの境界を示す犬のような匂いかもしれません。 しかし、ほとんどの発達した動物にとって最も一般的なことは、音響コミュニケーション、つまり音の使用です。 私たちは子供たちにゆりかごから誰をどのように言うかを教えます：牛はムームームー、犬はワンワンなど。 私たちにとって、口頭、つまり音響コミュニケーションは社会化の不可欠な側面です。 動物相の他の代表者についても同じことが言えます。 海南大学（中国）の科学者たちは、音響通信の進化を理解するために過去を調べることにしました。 動物間での音響コミュニケーションはどのくらい一般的ですか?それはいつ誕生しましたか?そしてなぜそれが情報伝達の主要な方法になったのでしょうか? このことについては、研究者の報告からわかります。 行く。

研究根拠

進化の発達のこの段階では、動物相の多くは音響信号を生活のリズムに完全に統合しています。 動物が発する音は、パートナーを引き寄せたり（鳥のさえずり、ヒキガエルの鳴き声など）、敵を発見したり方向感覚を失わせるために使用されます（カケスの鳴き声は、捕食者に発見され待ち伏せが機能しないことを知らせます）。彼が後退する方が良いです）、食べ物の存在についての情報を伝えること（食べ物を見つけた鶏は、子孫の注意を引くために特徴的な音を出します）など。

興味深い事実：

一本ひげの鐘つきの男性 (プロクニアス・アルバス) 125 dB (ジェット エンジン - 120 ～ 140 dB) の交尾鳴き声を発し、地球上で最も大きな鳥です。

音響信号とその進化の研究はかなり長い間行われてきました。 このような研究から得られたデータは、人々が音をどのように使用するのか、したがって地球のさまざまな地域でさまざまな言語がどのように形成されたのかをより深く理解するのに役立ちます。 しかし、そのような研究は現象としての音響コミュニケーションの起源そのものには取り組んでいませんでした。 まだ誰も答えていない基本的な質問の XNUMX つは、音響コミュニケーションがなぜ生まれたのかということです。

答えが必要な質問がたくさんあります。 まず、この種の情報伝達の出現と形成にどのような環境要因が影響を与えたのでしょうか? 第二に、音響コミュニケーションは種分化に関連していました。 それは種の拡散と絶滅の防止に役立つでしょうか? 第三に、音響的な接続の存在は、一旦発達すると進化的に安定しているのでしょうか? そして最後に、音響コミュニケーションは動物のさまざまなグループで並行して進化したのでしょうか、それともすべての生き物に共通の祖先があるのでしょうか?

科学者自身によると、これらの質問に対する答えは、音響コミュニケーションそのものを理解するためだけでなく、動物の進化と行動の変化を理解するためにも重要です。 たとえば、一部の動物種では生息地が性選択とコミュニケーションに強い影響を与えるという理論があります。 この理論が信号生成に適用できるかどうかを判断するのは困難ですが、その可能性は十分にあります。 科学者らはまた、一部の種では音響信号がつがいの形成に重要な役割を果たしているとダーウィンが述べたことを思い出している。 したがって、音響信号は種形成に影響を与えます。

この研究では、研究者らは系統発生学的アプローチ (異なる種間の関係を特定する) を使用して、四足動物における音信号の進化を考察することにしました。 主に強調されるのは、音響接続の形状や機能ではなく、音響接続の起源です。 この研究では、1799 の異なる種からのデータが使用され、日内行動 (昼と夜に活動する種) の要素も考慮されました。 さらに、音響コミュニケーションと種の多様化の程度との関係も研究されています。 種分化 - 絶滅モデルによるその蔓延状況。 種間の音響関係が存在する場合の系統発生的保存性もテストされました。

研究成果

四足動物の中でも、ほとんどの両生類、哺乳類、鳥類、ワニは音響コミュニケーションを持っていますが、有鱗目動物やカメのほとんどは音響コミュニケーションを持っていません。 両生類の中で、この種の情報伝達はアシナガバチには存在しません（アシナガバチ）しかし、サンショウウオの一部の種とほとんどのカエル（考慮された39種のうち41種）に存在します。 また、ヘビとトカゲの XNUMX 科を除くすべての科には音響コミュニケーションがありません。 ヤモリ科 （ヤモリ）、 フィロダクティル科。 カメの目では、2 家族のうち 14 家族だけが音響コミュニケーションを持っています。 検討された 173 種の鳥のうち、すべてが音響的なつながりを持っていたことが十分に予想されます。 哺乳類 120 科中 125 科でもこの特徴が見られました。

興味深い事実：

サンショウウオは驚くべき再生能力を持っており、尾だけでなく足も再生することができます。 サンショウウオは、多くの近縁種とは異なり、卵を産みませんが、胎生です。 最大のサンショウウオの一つであるオオサンショウウオは体重が35kgあります。

これらのデータを要約すると、情報の音響伝達は四足動物の 69% に存在すると言えます。

表 No. 1: 考慮された四足動物の種の中で情報の音響伝達を行っている所有者の割合。

種間の音響コミュニケーションのおおよその分布を確立した後、このスキルと動物の行動（夜行性または昼行性）との関係を理解する必要がありました。

種ごとにこの関係を記述するいくつかのモデルの中から、すべての種の音響と挙動の関係を平均的に記述するのに適したモデルが選択されました。 このモデル (表 No. 2) は、両方の種類の動物の行動に対するこのようなスキルの考えられるすべての長所と短所を示しています。

表 No. 2: 音響コミュニケーションと動物の行動 (昼間/夜間) の関係の分析。

音響通信の行動への明確な依存性と、バランスの取れた相互依存性が確立されました。 しかし、不思議なことに、音響結合による挙動という逆の関係は見つかりませんでした。

系統解析により、音響と夜間のライフスタイルとの間に密接な関係があることが示されました (表 No. 3)。

表 No. 3: 音響コミュニケーションと昼行性/夜行性のライフスタイルとの関係の系統解析。

データ分析では、音響接続の存在が四足動物の系統発生における多様化の速度に影響を及ぼさないことも示されました。 したがって、多様化の平均速度（種分化 - 絶滅、0.08万年あたりr = XNUMXイベント）は、音響コミュニケーションを持つ種の系統とこのスキルを持たない種の系統の両方で同じでした。 したがって、音響通信の有無は、特定の種の蔓延や、その形成や絶滅に関連する事象には実質的に影響を及ぼさなかったと想定できます。

画像 #1: さまざまな四足動物間の音響通信の進化のタイムライン。

科学者らは、音響コミュニケーションは主要な四足動物グループごとに独立して進化した可能性が高いが、その起源は多くの主要なクレードで古代（約100億～200億年前）であると示唆している。

たとえば、音響コミュニケーションは無尾両生類の系統発生のかなり初期に発達しました（アヌラ）、しかし、その家族を含むクレードの他のすべての生きているカエルの姉妹グループにはまったく存在しません。 回虫科 （尾のあるカエル）と ムカシガエル科 （リオペルマス）。

興味深い事実：

リオペルムスはニュージーランドの固有種で、最も長生きするカエルと考えられており、オスは最長 37 歳、メスは最長 35 歳まで生きます。

カエルなどの哺乳類では、音響コミュニケーションが約 200 億年前に始まりました。 一部の種は進化の過程でこのスキルを失いましたが、大多数はそれを現在まで受け継いでいます。 例外は鳥であると考えられます。鳥は、進化の全期間を通じて音響コミュニケーションを手放さなかった唯一の鳥であると思われます。

現生の鳥類の最も最近の祖先と現生のワニの最も古い祖先の両方に音響コミュニケーションが存在することが判明した。 これらの祖先はそれぞれ約 100 億年前のものです。 この音響的なつながりは、これら 250 つのクレードの共通の祖先、つまり XNUMX 億 XNUMX 万年前にも存在していたと考えられます。

興味深い事実：

ヤモリに似た動物の一部の種は、吠える、クリックする、さえずるなど、トカゲにとっては最も予期しない音を出すことができます。

有鱗目動物では、音響コミュニケーションは非常にまれですが、これは、ヤモリ (Gekkota) などの夜行性の生き物にのみ、より狭い範囲でのみ発生するためである可能性があります。 比較的最近の進化の変化により、系統発生的に孤立したサンショウウオやカメの一部の種では音響コミュニケーションが出現しました。

研究のニュアンスをさらに詳しく知りたい場合は、以下を参照することをお勧めします。 科学者の報告 и 追加資料 彼に。

フィナーレ

上記の結果をすべて要約すると、音響コミュニケーションの発展は何らかの形で夜行性のライフスタイルと関連していると、ほぼ完全な自信を持って言えます。 これは、種の進化的特徴に対する生態学 (環境) の影響に関する理論を裏付けています。 しかし、音響通信の存在は、長い時間スケールでは種の多様化に事実上影響を与えません。

研究者らはまた、音によるコミュニケーションが約100億年から200億年前に出現し、四足動物の一部の種はこの時代を通じて実質的に何の変化もなくこの能力を持ち続けていたことも発見した。

夜行性の生き物にとって音響コミュニケーションの存在は、明らかな利点ではあるものの、昼間のライフスタイルへの移行に悪影響を及ぼさないことは注目に値します。 この単純な事実は、以前は夜行性だった多くの種が昼行性の生活様式に切り替えても、この能力を失っていないという事実によって確認されます。

この研究によると、音を使ったコミュニケーションは最も安定した進化形質と言えるでしょう。 この能力は一度出現すると、進化の過程で消えることはほとんどありませんでしたが、明るい色や異常な体型、羽や毛皮など、他のタイプの信号伝達には当てはまりません。

研究者らは、音響コミュニケーションと環境との関係の分析は他の進化的形質にも適用できる可能性があると述べている。 これまで、シグナル伝達方法に対する生態学の影響は、近縁種間の差異に限定されていると考えられていました。 しかし、上記の研究に基づいて、信号伝達の基本的な種類も動物の環境の変化に応じて変化すると自信を持って言えます。

金曜日のオフトップ:

さまざまな種類の鳥が発する信じられないほど多様な音の素晴らしいデモンストレーションです。

オフトップ 2.0:

時々、動物は非常に珍しい、面白い音を出すことがあります。

ご視聴いただきありがとうございます。好奇心を持ち続けて、皆さん素晴らしい週末をお過ごしください。 🙂

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出所： habr.com