In de dierenwereld, waarin ook mensen thuis horen, zijn er veel manieren om informatie naar elkaar over te brengen. Dit kan een energieke dans zijn, zoals bij paradijsvogels, die aangeeft dat het mannetje klaar is om een nageslacht voort te brengen; dit kan een heldere kleur zijn, zoals bij de boomkikkers van de Amazone, die hun giftigheid aangeven; dit kan een geur zijn, zoals bij honden, die de territoriale grenzen markeert. Maar de meest gebruikelijke manier voor de meeste ontwikkelde dieren is akoestische communicatie, dat wil zeggen het gebruik van geluiden. We leren zelfs onze kinderen vanaf de wieg wie en hoe te praten: een koe maakt moo-moo-moo, een hond maakt Š³Š°Š²-Š³Š°Š², enz. Voor ons is verbale, oftewel akoestische, communicatie een onlosmakelijk aspect van socialisatie. Hetzelfde kan gezegd worden over andere vertegenwoordigers van de fauna. Wetenschappers van de Hainan Universiteit (China) besloten terug te kijken naar het verleden om de evolutie van akoestische communicatie te begrijpen. Hoe wijdverspreid is akoestische communicatie onder dieren, wanneer is het ontstaan en waarom is het de dominante manier van informatieoverdracht geworden? Dit zullen we te weten komen uit het rapport van de onderzoekers. Laten we beginnen.
De basis van het onderzoek
In deze fase van evolutionaire ontwikkeling hebben veel vertegenwoordigers van de fauna akoestische signalen volledig geĆÆntegreerd in hun levensritme. Geluiden die door dieren worden gemaakt, worden gebruikt om een partner aan te trekken (zoals het gezang van vogels, het gekwaak van kikkers, enz.), om een vijand te detecteren of te desoriĆ«nteren (het gekrijs van een gaai dat een roofdier waarschuwt dat het is ontdekt en de hinderlaag niet zal werken, waardoor het beter is om zich terug te trekken), om informatie door te geven over de beschikbaarheid van voedsel (moederdieren maken een kenmerkend geluid om de aandacht van hun nakomelingen te trekken als ze voedsel hebben gevonden), enzovoorts.
Interessant feit:
Het mannetje van de eenzijdige bellenkraker (Procnias albus) maakt een bal-ingeschakeld roep van 125 dB (een straalmotor produceert 120-140 dB), en is daarmee de luidste vogel op de planeet.
Het bestuderen van akoestische signalen en hun evolutie gebeurt al geruime tijd. De gegevens die voortkomen uit dit soort onderzoek dragen bij aan een beter begrip van hoe mensen geluiden gebruiken en hoe verschillende talen zich in verschillende delen van de wereld hebben ontwikkeld. Echter, dergelijke studies hebben de oorsprong van akoestische communicatie als fenomeen nog niet aangeraakt. Een van de fundamentele vragen waarop nog niemand een antwoord heeft gegeven, is waarom akoestische communicatie is ontstaan.
Er zijn veel vragen die om antwoorden vragen. Ten eerste, welke ecologische factoren hebben invloed gehad op de opkomst en ontwikkeling van dit soort informatieoverdracht? Ten tweede, stond akoestische communicatie in verband met soortvorming, dat wil zeggen, helpt het bij de verspreiding van de soort en voorkomt het uitsterven? Ten derde, is de aanwezigheid van akoestische communicatie evolutionair stabiel na de ontwikkeling ervan? En tot slot, is de akoestische communicatie parallel ontwikkeld in verschillende diersoorten of heeft het een gemeenschappelijke voorouder voor alle levende wezens?
Volgens de wetenschappers zijn de antwoorden op deze vragen niet alleen belangrijk voor het begrijpen van akoestische communicatie als zodanig, maar ook voor het begrip van evolutie en gedragsveranderingen bij dieren. Zo is er een theorie dat de habitat een grote invloed heeft op seksuele selectie en communicatie bij bepaalde diersoorten. Of deze theorie van toepassing is op de vorming van signalen, is momenteel moeilijk te zeggen, maar het is zeker mogelijk. Ook herinneren wetenschappers eraan dat Darwin al zei dat geluidssignalen een belangrijke rol spelen bij de vorming van paren bij sommige diersoorten. Dit betekent dat akoestische signalen invloed hebben op soortvorming.
In dit onderzoek hebben de onderzoekers de evolutie van geluidssignalen bij viervoeters bestudeerd met een fylogenetische benadering (het identificeren van verbanden tussen verschillende soorten). De nadruk ligt op de oorsprong van akoestische communicatie, en niet op de vorm of functies ervan. Voor de studie zijn gegevens van 1799 verschillende soorten gebruikt, met inachtneming van het dagelijkse gedrag (soorten met dag- en nachtactiviteit). Daarnaast is er onderzoek gedaan naar de relatie tussen akoestische communicatie en de mate van soortdiversificatie, dat wil zeggen hun verspreiding, aan de hand van een model van soortvorming-uitsterven. Ook is het fylogenetisch conservatisme gecontroleerd in het geval van akoestische communicatie tussen soorten.
Onderzoeksresultaten
Onder viervoeters beschikken de meeste amfibieĆ«n, zoogdieren, vogels en krokodilachtigen over akoestische communicatie, terwijl de meeste schubreptielen en schildpadden dat niet doen. Bij amfibieĆ«n ontbreekt dit type informatieoverdracht bij de cecilia's (Caecilian), maar is het aanwezig bij sommige soorten salamanders en de meeste kikkers (bij 39 van de 41 onderzochte soorten). Ook ontbreekt akoestische communicatie bij slangen en bij alle families van hagedissen, behalve twee ā Gekkonidae (gekko's), Phyllodactylidae. In de orde van schildpadden bezitten slechts 2 van de 14 families akoestische communicatie. Het is dan ook niet verwonderlijk dat onder de 173 onderzochte vogelsoorten er akoestische communicatie was bij allemaal. 120 van de 125 families van zoogdieren toonden ook het voorhanden zijn van deze eigenschap aan.
Interessant feit:
Salamanders hebben een verbazingwekkend regeneratief vermogen en kunnen niet alleen hun staart, maar ook hun poot opnieuw laten groeien; salamanders, in tegenstelling tot veel van hun verwanten, leggen geen eieren, maar zijn levendbarend; een van de grootste salamanders ā de Japanse reus ā weegt 35 kg.
Samenvattend kan worden gesteld dat akoestische informatieoverdracht aanwezig is bij 69% van de viervoeters.
Tabel ā1: percentage van het aantal dieren met akoestische informatieoverdracht onder de onderzochte viervoeters.
Na het vaststellen van de geschatte verspreiding van akoestische communicatie onder de soorten, was het noodzakelijk om de relatie tussen deze vaardigheid en het gedrag van dieren (nachtelijke of diurnale) te begrijpen.
Van de verschillende modellen die deze relatie voor elk soort beschrijven, is het model gekozen dat geschikt is voor de gemiddelde beschrijving van de relatie tussen acoustiek en gedrag voor alle soorten. Dit model (tabel nr. 2) toont alle mogelijke voor- en nadelen van zo'n vaardigheid voor beide gedragsvarianten van het dier.
Tabel nr. 2: analyse van de relatie tussen acoustische communicatie en het gedrag van het dier (dag / nacht).
Er is een duidelijke afhankelijkheid vastgesteld van acoustische communicatie ten opzichte van gedrag, evenals een uitgebalanceerde wederzijdse afhankelijkheid. Wat echter interessant is, is dat er geen omgekeerde afhankelijkheid is ontdekt ā gedrag verbonden aan acoustische communicatie.
De fylogenetische analyse toonde een nauwe koppeling aan tussen acoustiek en een nachtblijvend leven (tabel nr. 3).
Tabel nr. 3: fylogenetische analyse van de relatie tussen acoustische communicatie en dag- / nachtritme.
De data-analyse toonde ook aan dat de aanwezigheid van acoustische communicatie geen invloed had op de snelheid van diversificatie in de fylogenie van viervoeters. De gemiddelde diversificatiecijfers (soortvorming ā uitsterven; r = 0,08 gebeurtenissen per miljoen jaar) waren gelijk voor zowel soortenlijnen met acoustische communicatie als voor lijnen zonder deze vaardigheid. Dus kunnen we aannemen dat de aanwezigheid / afwezigheid van acoustische communicatie praktisch geen invloed heeft gehad op de verspreiding van een soort of op gebeurtenissen gerelateerd aan zijn vorming of uitsterven.
Afbeelding nr. 1: grafiek van de evolutie van acoustische communicatie onder verschillende viervoeters.
Wetenschappers vermoeden dat acoustische communicatie waarschijnlijk onafhankelijk is ontwikkeld in elke primaire groep viervoeters, maar dat de oorsprong ervan oud was in veel belangrijke clades (~ 100ā200 miljoen jaar geleden).
Bijvoorbeeld, acoustische communicatie ontwikkelde zich vrij vroeg in de filogenie van de groep van de naaktruggen (Anura), maar komt volledig afwezig voor in de zustergroep van alle andere nog levende kikkers uit clades met de families Ascaphidae (staartkikkers) en Leiopelmatidae (leiopelma's).
Interessant feit:
Leiopelma's zijn endemisch voor Nieuw-Zeeland en worden beschouwd als de langstlevende onder de kikkers ā mannetjes leven tot 37 jaar, terwijl vrouwtjes tot 35 jaar leven.
Bij zoogdieren, net als bij kikkers, ontstond de acoustische communicatie ongeveer 200 miljoen jaar geleden. Sommige soorten hebben deze vaardigheid tijdens de evolutie verloren, maar de overgrote meerderheid heeft deze tot op de dag van vandaag behouden. Een uitzondering vormen de vogels, die blijkbaar de enige zijn die gedurende de hele evolutieperiode nooit afscheid hebben genomen van acoustische communicatie.
Er is vastgesteld dat acoustische communicatie zowel aanwezig was bij de meest recente voorouder van de huidige vogels als bij de oudste voorouder van de huidige krokodillen. Iedere van deze voorouders leefde ongeveer 100 miljoen jaar geleden. Het kan worden verondersteld dat acoustische communicatie ook aanwezig was bij de gemeenschappelijke voorouder van deze twee groepen, dat wil zeggen nog eens 250 miljoen jaar geleden.
Interessant feit:
Sommige soorten gekko's zijn in staat om de meest onverwachte geluiden voor een hagedis te maken ā blaffen, klikken, tsjilpen, enzovoort.
Bij schubreptielen komt acoustische communicatie vrij zelden voor, wat verband kan houden met de meer gerichte ontwikkeling die specifiek voorkomt bij nachtdieren, zoals de gekko's (Gekkota). Relatief recente evolutionaire veranderingen hebben geleid tot de ontwikkeling van acoustische communicatie bij sommige fylogenetisch geĆÆsoleerde soorten salamanders en schildpadden.
Voor een meer gedetailleerde kennismaking met de nuances van het onderzoek raad ik aan om te kijken in en hieraan.
Epilog
Samenvattend kunnen we met vrijwel volledige zekerheid stellen dat de ontwikkeling van acoustische communicatie op de een of andere manier verband houdt met een nachtelike levensstijl. Dit bevestigt de theorie over de invloed van ecologie (leefomgeving) op de evolutionaire kenmerken van een soort. Desondanks heeft de aanwezigheid van acoustische communicatie feitelijk geen invloed op de diversificatie van een soort op lange termijn.
Onderzoekers hebben ook vastgesteld dat geluidscommunicatie ongeveer 100-200 miljoen jaar geleden is ontstaan, en sommige viervoeters hebben deze vaardigheid gedurende deze tijd praktisch onveranderd overgedragen.
Het is vermeldenswaard dat de aanwezigheid van acoustische communicatie voor nachtdieren, hoewel het een duidelijk voordeel is, geen negatieve invloed heeft bij de overgang naar een dagleven. Dit simpele feit wordt bevestigd door het feit dat veel voorheen nachtdierensoorten, die zijn overgestapt naar een dagleven, deze vaardigheid niet hebben verloren.
Communicatie door middel van geluid kan volgens deze studie worden beschouwd als het meest duurzame evolutionaire kenmerk. Zodra deze vaardigheid zich manifesteerde, verdween het bijna nooit tijdens de evolutie, in tegenstelling tot andere typen signaaloverdracht, zoals heldere kleuren of ongebruikelijke lichaamss vormen, verenkleed of vacht.
Volgens de onderzoekers kan hun analyse van de relatie tussen akoestische communicatie en de omgeving ook worden toegepast op andere evolutionaire kenmerken. Eerder werd aangenomen dat de invloed van de ecologie op methoden van signaaloverdracht beperkt was tot verschillen tussen nauw verwante soorten. Echter, op basis van het hierboven beschreven werk kan men met zekerheid stellen dat fundamentele typen signaaloverdracht ook veranderen overeenkomstig veranderingen in de omgeving van het dier.
Vrijdag off-topic:
Een uitstekende demonstratie van de ongelooflijke verscheidenheid aan geluiden die verschillende vogelsoorten maken.
Off-topic 2.0:
Soms maken dieren zeer ongebruikelijke en grappige geluiden.
Bedankt voor uw aandacht, blijf nieuwsgierig en een fijn weekend, allemaal! š
Een beetje reclame š
Bedankt dat je bij ons blijft. Houd je van onze artikelen? Wil je meer interessante inhoud zien? Ondersteun ons door een bestelling te plaatsen of ons aan vrienden aan te bevelen, , een unieke variant van entry-level servers, die we voor jou hebben bedacht: (opties beschikbaar met RAID1 en RAID10, tot 24 cores en tot 40GB DDR4).
Dell R730xd is 2 keer goedkoper in datacenter Equinix Tier IV in Amsterdam? Alleen bij ons in Nederland! Dell R420 ā 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB ā vanaf $99! Lees over hoe
Bron: habr.com
