Mu-mu, woof-woof, quack-quack: еволуцијата на акустичната комуникација

Во светот на животните, кој ги вклучува луѓето, постојат многу методи за пренос на информации едни на други. Ова може да биде енергичен танц, како оној на рајските птици, што укажува на подготвеноста на мажјакот да се размножува; тоа може да биде светла боја, како дрвото жаби на Амазон, што укажува на нивната отровност; може да биде мирис на кучешки што ги означува границите на територијата. Но, најчеста работа за најразвиените животни е акустичната комуникација, односно употребата на звуци. Дури и од лулка ги учиме нашите деца кој и како да каже: крава - му-му-му, куче - вуф-вуф итн. За нас вербалната, односно акустичната комуникација е составен аспект на социјализацијата. Истото може да се каже и за другите претставници на фауната. Научниците од Универзитетот Хаинан (Кина) одлучија да погледнат во минатото за да ја разберат еволуцијата на акустичната комуникација. Колку е вообичаена акустичната комуникација меѓу животните, кога настанала и зошто станала доминантен метод за пренесување информации? За ова дознаваме од извештајот на истражувачите. Оди.

Истражувачка основа

Во оваа фаза од еволутивниот развој, многу претставници на фауната имаат целосно интегрирани акустични сигнали во нивниот животен ритам. Звуците што ги создаваат животните се користат за привлекување партнер (пеење на птици, гракање жаби итн.), за откривање или дезориентација на непријателот (плакот на сојот, информирање на предаторот дека е откриен и дека заседата нема да работи, па затоа е подобро тој да се повлече), да пренесе информации за присуството на храна (кокошките, кои нашле храна, испуштаат карактеристичен звук за да го привлечат вниманието на нивните потомци) итн.

Интересен факт:

Машки ѕвончар со едномустаќи (Procnias albus) емитува повик за парење од 125 dB (млазен мотор - 120-140 dB), што е најгласната птица на планетата.

Проучувањето на акустичните сигнали и нивната еволуција се спроведува доста долго време. Податоците добиени од таквата работа придонесуваат за подобро разбирање за тоа како луѓето користат звуци и, според тоа, како се формирале различни јазици во различни региони на планетата. Сепак, ваквите студии не се осврнаа на самото потекло на акустичната комуникација како феномен. Едно од основните прашања на кое никој сè уште не одговорил е: зошто се појави акустичната комуникација?

Има многу прашања кои бараат одговори. Прво, кои фактори на животната средина влијаеле на појавата и формирањето на овој вид пренос на информации? Второ, беше акустичната комуникација поврзана со спецификацијата, т.е. дали помага во ширењето на видот и спречување на неговото истребување? Трето, дали присуството на акустична врска е еволутивно стабилно откако ќе се развие? И конечно, дали акустичната комуникација еволуирала во различни групи животни паралелно или има заеднички предок за сите суштества?

Одговорите на овие прашања, според самите научници, се важни не само за разбирање на акустичната комуникација како таква, туку и за разбирање на еволуцијата и промените во однесувањето кај животните. На пример, постои теорија дека живеалиштето силно влијае на сексуалната селекција и комуникација кај некои животински видови. Тешко е да се каже дали оваа теорија е применлива за генерирање сигнали, но тоа е сосема можно. Научниците исто така потсетуваат дека Дарвин рекол дека звучните сигнали играат важна улога во формирањето на парови кај некои видови. Затоа, звучните сигнали влијаат на специјацијата.

Во оваа работа, истражувачите одлучија да ја разгледаат еволуцијата на звучните сигнали кај тетраподите, користејќи филогенетски пристап (идентификување на врската помеѓу различни видови). Главниот акцент е на потеклото на акустичната врска, наместо на нејзината форма или функција. Студијата користела податоци од 1799 различни видови, а го земала предвид и факторот дневно однесување (видови со дневна и ноќна активност). Дополнително, проучен е односот помеѓу акустичната комуникација и степенот на диверзификација на видовите, т.е. нивната распространетост, преку модел на специјација-изумирање. Беше тестиран и филогенетски конзерватизам во присуство на акустични врски меѓу видовите.

Резултати од истражувањето

Меѓу тетраподите, повеќето водоземци, цицачи, птици и крокодили поседуваат акустична комуникација, додека повеќето сквамати и желки немаат. Кај водоземците, овој тип на пренос на информации не е присутен кај кецилијаните (Цецилијан), но е присутна кај некои видови саламандри и кај повеќето жаби (во 39 од 41 разгледан вид). Исто така, акустичната комуникација отсуствува кај змиите и кај сите семејства на гуштери, освен две - Gekkonidae (геко), Phyllodactylidae. Во редот на желки, само 2 од 14 семејства имаат акустична комуникација. Сосема е очекувано дека меѓу 173-те разгледани видови птици, сите имале акустична врска. 120 од 125 семејства на цицачи исто така ја покажале оваа карактеристика.

Интересен факт:

Саламандерите имаат неверојатна регенерација и се способни повторно да ја растат не само опашката, туку и шепите; саламандерите, за разлика од многу нивни роднини, не носат јајца, туку се живородени; еден од најголемите саламандри, јапонскиот џиновски саламандер, тежи 35 килограми.

Сумирајќи ги овие податоци, можеме да кажеме дека акустичниот пренос на информации е присутен кај 69% од тетраподите.

Табела бр. 1: процент на сопственици на акустичен пренос на информации меѓу разгледуваните видови тетраподи.

Откако ја утврдивме приближната дистрибуција на акустична комуникација меѓу видовите, беше неопходно да се разбере односот помеѓу оваа вештина и однесувањето на животните (ноќно или дневно).

Помеѓу неколкуте модели кои ја опишуваат оваа врска за секој вид, беше избран модел кој беше погоден за просечен опис на односот акустика-однесување за сите видови. Овој модел (табела бр. 2) ги покажува сите можни добрите и лошите страни на таквата вештина за двата типа на однесување на животните.

Табела бр. 2: анализа на односот помеѓу акустичната комуникација и однесувањето на животните (ден/ноќ).

Беше воспоставена јасна зависност на акустичната комуникација од однесувањето, како и урамнотежена меѓузависност. Сепак, интересно, не беше пронајдена инверзна врска - однесување со акустична спојка.

Филогенетската анализа покажа тесна врска помеѓу акустиката и ноќниот начин на живот (Табела бр. 3).

Табела бр. 3: филогенетска анализа на односот помеѓу акустичната комуникација и дневниот/ноќниот начин на живот.

Анализата на податоците, исто така, покажа дека присуството на акустична поврзаност немало влијание врз стапката на диверзификација во филогенијата на тетраподите. Така, просечните стапки на диверзификација (специјација-истребување; r = 0.08 настани на милион години) беа исти за двете лоза на видови со акустична комуникација и за лоза без оваа вештина. Затоа, може да се претпостави дека присуството/отсуството на акустична комуникација практично немало никакво влијание врз распространетоста на одреден вид или врз настаните поврзани со неговото формирање или исчезнување.

Слика бр. 1: Временска рамка на еволуцијата на акустичната комуникација меѓу различни тетраподи.

Научниците сугерираат дека акустичната комуникација веројатно еволуирала независно во секоја голема група тетраподи, но нејзиното потекло било античко во многу големи клади (пред ~ 100-200 милиони години).

На пример, акустичната комуникација се разви доста рано во филогенијата од редот на водоземци без опашка (Анура), но е целосно отсутен од сестринската група на сите други живи жаби од кладата што ги содржи семејствата Аскафиди (опашести жаби) и Leiopelmatidae (lyopelmas).

Интересен факт:

Лиопелмите се ендемични на Нов Зеланд и се сметаат за најдолговечни жаби - мажјаците живеат до 37 години, а женките до 35 години.

Кај цицачите, како жабите, акустичната комуникација се појавила пред приближно 200 милиони години. Некои видови ја изгубиле оваа вештина за време на еволуцијата, меѓутоа, огромното мнозинство ја пренеле до денес. Исклучок може да се сметаат птиците, кои, очигледно, се единствените што не се разделија со акустична комуникација во текот на целиот период на еволуција.

Откриено е дека акустичната комуникација била присутна и кај најновиот предок на живите птици и кај најстариот предок на живите крокодили. Секој од овие предци е стар околу 100 милиони години. Може да се претпостави дека акустичната врска била присутна и кај заедничкиот предок на овие два клада, односно пред 250 милиони години.

Интересен факт:

Некои видови животни слични на геко се способни да направат најнеочекувани звуци за гуштер - лаење, кликнување, чврчорење итн.

Кај скваматите, акустичната комуникација е доста ретка, што може да се должи на потесно фокусирана појава исклучиво кај ноќни суштества како што се гекота (Gekkota). Релативно неодамнешните еволутивни промени доведоа до појава на акустична комуникација кај некои филогенетски изолирани видови саламандри и желки.

За подетален поглед на нијансите на студијата, препорачувам да го погледнете известуваат научниците и Дополнителни материјали до него.

Епилог

Сумирајќи ги сите резултати опишани погоре, можеме да кажеме со речиси целосна доверба дека развојот на акустичната комуникација на еден или друг начин е поврзан со ноќниот начин на живот. Ова ја потврдува теоријата за влијанието на екологијата (околината) врз еволутивните карактеристики на видот. Сепак, присуството на акустична комуникација практично нема никакво влијание врз диверзификацијата на видовите во голема временска скала.

Истражувачите, исто така, откриле дека звучната комуникација се појавила пред околу 100-200 милиони години, а некои видови тетраподи ја носеле оваа способност во текот на овој период без практично никакви промени.

Вреди да се напомене дека присуството на акустична комуникација за ноќните суштества, иако е јасна предност, нема негативно влијание врз преминот кон дневен начин на живот. Овој едноставен факт е потврден со фактот дека многу претходно ноќни видови, откако се префрлија на дневниот начин на живот, не ја изгубија оваа способност.

Според оваа студија, комуникацијата со помош на звуци може да се нарече најстабилна еволутивна особина. Откако ќе се појави оваа способност, таа речиси никогаш не исчезнала во текот на еволуцијата, што не е случај со другите видови сигнализација, како што се светли бои или невообичаени форми на телото, пердуви или крзно.

Истражувачите велат дека нивната анализа на врската помеѓу акустичната комуникација и околината може да се примени и на други еволутивни особини. Претходно се сметаше дека влијанието на екологијата врз методите на трансдукција на сигналот е ограничено на разликите помеѓу тесно поврзаните видови. Сепак, врз основа на работата опишана погоре, може со сигурност да се каже дека основните типови на пренос на сигнал исто така се менуваат во согласност со промените во околината на животното.

Петок надвор од врвот:

Одлична демонстрација на неверојатната разновидност на звуци што ги создаваат различните видови птици.

Off-top 2.0:

Понекогаш животните испуштаат многу необични и смешни звуци.

Ви благодариме за читањето, останете љубопитни и имајте одличен викенд момци! 🙂

Некои реклами 🙂

Ви благодариме што останавте со нас. Дали ви се допаѓаат нашите написи? Сакате да видите поинтересна содржина? Поддржете не со нарачка или препорака на пријатели, облак VPS за програмери од 4.99 долари, уникатен аналог на сервери на почетно ниво, кој беше измислен од нас за вас: Целата вистина за VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 јадра) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps од 19 долари или како да споделите сервер? (достапен со RAID1 и RAID10, до 24 јадра и до 40 GB DDR4).

Dell R730xd 2 пати поевтин во центарот за податоци Equinix Tier IV во Амстердам? Само овде 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 телевизор од 199 долари во Холандија! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - од 99 долари! Прочитајте за Како да се изгради инфраструктурна корп. класа со употреба на сервери Dell R730xd E5-2650 v4 вредни 9000 евра за денар?

Извор: www.habr.com