I dyreverdenen, som inkluderer mennesker, er det mange metoder for å overføre informasjon til hverandre. Dette kan være en energisk dans, som for paradisfugler, som indikerer at hannen er beredt til å formere seg; det kan være en lys farge, som trefroskene i Amazonas, som indikerer deres giftighet; det kan være en hundelignende duft som markerer territoriegrenser. Men det vanligste for de fleste utviklede dyr er akustisk kommunikasjon, det vil si bruk av lyder. Vi lærer til og med barna våre fra vuggen hvem og hvordan de skal si: en ku - mu-mu-mu, en hund - woof-woof, etc. For oss er verbal, det vil si akustisk kommunikasjon, en integrert del av sosialisering. Det samme kan sies om andre representanter for faunaen. Forskere fra Hainan University (Kina) bestemte seg for å se inn i fortiden for å forstå utviklingen av akustisk kommunikasjon. Hvor vanlig er akustisk kommunikasjon blant dyr, når oppsto det, og hvorfor ble det den dominerende metoden for å overføre informasjon? Dette lærer vi om fra forskernes rapport. Gå.
Grunnlaget for studien
På dette stadiet av evolusjonær utvikling har mange representanter for faunaen fullstendig integrert akustiske signaler i deres livsrytme. Lydene fra dyr brukes til å tiltrekke seg en partner (fugler som synger, kvekende padder, etc.), for å oppdage eller desorientere fienden (skriket til en jay, informere rovdyret om at han har blitt oppdaget og bakholdet vil ikke fungere, så det er bedre for ham å trekke seg tilbake), å formidle informasjon om tilstedeværelsen av mat (høner, etter å ha funnet mat, lage en karakteristisk lyd for å tiltrekke oppmerksomheten til deres avkom), etc.
Et interessant faktum:
Mannlig klokke med ett værhår (Procnias albus) sender ut et parringsrop på 125 dB (jetmotor - 120-140 dB), som er den høyeste fuglen på planeten.
Studiet av akustiske signaler og deres utvikling har blitt utført i ganske lang tid. Dataene innhentet fra slikt arbeid bidrar til en bedre forståelse av hvordan folk bruker lyder og derfor hvordan forskjellige språk ble dannet i forskjellige regioner på planeten. Slike studier tok imidlertid ikke for seg selve opprinnelsen til akustisk kommunikasjon som et fenomen. Et av de grunnleggende spørsmålene som ingen ennå har svart på er: hvorfor oppsto akustisk kommunikasjon?
Det er mange spørsmål som krever svar. For det første, hvilke miljøfaktorer påvirket fremveksten og dannelsen av denne typen informasjonsoverføring? For det andre var akustisk kommunikasjon knyttet til artsdannelse, dvs. hjelper det å spre arten og forhindre at den dør ut? For det tredje, er tilstedeværelsen av en akustisk forbindelse evolusjonært stabil når den utvikler seg? Og til slutt, utviklet akustisk kommunikasjon seg i forskjellige grupper av dyr parallelt, eller har den en felles stamfar for alle skapninger?
Svarene på disse spørsmålene, ifølge forskerne selv, er viktige ikke bare for å forstå akustisk kommunikasjon som sådan, men også for å forstå evolusjonen og atferdsendringene hos dyr. For eksempel er det en teori om at habitat sterkt påvirker seksuell seleksjon og kommunikasjon hos noen dyrearter. Det er vanskelig å si om denne teorien er anvendelig for signalgenerering, men det er fullt mulig. Forskere husker også at Darwin sa at lydsignaler spiller en viktig rolle i dannelsen av par hos noen arter. Akustiske signaler påvirker derfor artsdannelse.
I dette arbeidet bestemte forskerne seg for å vurdere utviklingen av lydsignaler i tetrapoder, ved å bruke en fylogenetisk tilnærming (identifisere forholdet mellom forskjellige arter). Hovedvekten er på opprinnelsen til den akustiske forbindelsen, snarere enn på dens form eller funksjon. Studien brukte data fra 1799 XNUMX forskjellige arter, og tok også hensyn til faktoren for daglig atferd (arter med dag- og nattaktivitet). I tillegg er forholdet mellom akustisk kommunikasjon og graden av artsdiversifisering studert, d.v.s. deres utbredelse, gjennom en speciation-utryddelsesmodell. Fylogenetisk konservatisme i nærvær av akustiske forhold mellom arter ble også testet.
Forskningsresultater
Blant tetrapoder har de fleste amfibier, pattedyr, fugler og krokodiller akustisk kommunikasjon, mens de fleste squamates og skilpadder ikke gjør det. Blant amfibier er denne typen informasjonsoverføring ikke til stede hos caeciliane (Caecilian), men er til stede i noen arter av salamandere og i de fleste frosker (i 39 av de 41 artene som er vurdert). Dessuten er akustisk kommunikasjon fraværende hos slanger og i alle familier av øgler, bortsett fra to - Gekkonidae (gekko), Phyllodactylidae. I rekkefølgen av skilpadder har bare 2 av 14 familier akustisk kommunikasjon. Det er ganske forventet at blant de 173 fugleartene som ble vurdert, hadde alle en akustisk sammenheng. 120 av 125 pattedyrfamilier viste også denne funksjonen.
Et interessant faktum:
Salamandere har fantastisk regenerering og er i stand til å vokse tilbake ikke bare halen, men også potene; salamandere, i motsetning til mange av deres slektninger, legger ikke egg, men er viviparøse; en av de største salamanderne, den japanske kjempesalamanderen, veier 35 kg.
Ved å oppsummere disse dataene kan vi si at akustisk overføring av informasjon er til stede i 69% av tetrapoder.
Tabell nr. 1: prosentandel eiere av akustisk overføring av informasjon blant de betraktede artene av tetrapoder.
Etter å ha etablert den omtrentlige fordelingen av akustisk kommunikasjon mellom arter, var det nødvendig å forstå forholdet mellom denne ferdigheten og oppførselen til dyr (natt eller dag).
Blant flere modeller som beskriver dette forholdet for hver art, ble det valgt en modell som var egnet for en gjennomsnittlig beskrivelse av akustikk-atferdsforholdet for alle arter. Denne modellen (tabell nr. 2) viser alle mulige fordeler og ulemper ved en slik ferdighet for begge typer dyreatferd.
Tabell nr. 2: analyse av sammenhengen mellom akustisk kommunikasjon og dyreadferd (dag/natt).
Det ble etablert en klar avhengighet av akustisk kommunikasjon av atferd, samt en balansert gjensidig avhengighet. Merkelig nok ble det imidlertid ikke funnet noe omvendt forhold - oppførsel med akustisk kobling.
Fylogenetisk analyse viste en nær sammenheng mellom akustikk og nattlig livsstil (tabell nr. 3).
Tabell nr. 3: fylogenetisk analyse av forholdet mellom akustisk kommunikasjon og daglig/nattlig livsstil.
Dataanalyse viste også at tilstedeværelsen av akustisk tilkobling ikke hadde noen effekt på diversifiseringshastigheten i tetrapod-fylogenien. Dermed var de gjennomsnittlige diversifiseringsratene (spesiasjon – utryddelse; r = 0.08 hendelser per million år) de samme for både avstamninger av arter med akustisk kommunikasjon og for avstamninger uten denne ferdigheten. Derfor kan det antas at tilstedeværelsen/fraværet av akustisk kommunikasjon praktisk talt ikke hadde noen effekt på utbredelsen av en bestemt art eller på hendelsene knyttet til dens dannelse eller utryddelse.
Bilde #1: Tidslinje for utviklingen av akustisk kommunikasjon mellom forskjellige tetrapoder.
Forskere antyder at akustisk kommunikasjon sannsynligvis utviklet seg uavhengig i hver store tetrapodgruppe, men dens opprinnelse var eldgammel i mange store klader (~100–200 millioner år siden).
For eksempel utviklet akustisk kommunikasjon seg ganske tidlig i fylogenien til ordenen Tailless Amphibians (anura), men er helt fraværende fra søstergruppen til alle andre levende frosker fra kladen som inneholder familiene Ascapidae (halefrosker) og Leiopelmatidae (lyopelmas).
Et interessant faktum:
Liopelmer er endemiske for New Zealand og regnes som de lengstlevende froskene - hannene lever opptil 37 år, og hunnene opptil 35 år.
Hos pattedyr, som frosker, oppsto akustisk kommunikasjon for omtrent 200 millioner år siden. Noen arter har mistet denne ferdigheten under evolusjonen, men de aller fleste har båret den til i dag. Et unntak kan betraktes som fugler, som tilsynelatende er de eneste som ikke har skilt seg med akustisk kommunikasjon gjennom hele evolusjonsperioden.
Det ble funnet at akustisk kommunikasjon var til stede i både den nyeste stamfaren til levende fugler og den eldste stamfaren til levende krokodiller. Hver av disse forfedrene er omtrent 100 millioner år gamle. Det kan antas at den akustiske forbindelsen også var til stede i den felles stamfaren til disse to kladene, det vil si for 250 millioner år siden.
Et interessant faktum:
Noen arter av gekko-lignende dyr er i stand til å lage de mest uventede lydene for en øgle - bjeffing, klikking, kvitring, etc.
I squamates er akustisk kommunikasjon ganske sjelden, noe som kan skyldes en mer snevert fokusert forekomst utelukkende hos nattlige skapninger som gekkoer (Gekkota). Relativt nyere evolusjonære endringer har ført til fremveksten av akustisk kommunikasjon i noen fylogenetisk isolerte arter av salamandere og skilpadder.
For en mer detaljert titt på nyansene i studien anbefaler jeg å ta en titt på и til ham.
Epilog
Ved å oppsummere alle resultatene beskrevet ovenfor, kan vi si med nesten full tillit at utviklingen av akustisk kommunikasjon på en eller annen måte er forbundet med den nattlige livsstilen. Dette bekrefter teorien om økologiens (miljøets) innflytelse på artens evolusjonære egenskaper. Imidlertid har tilstedeværelsen av akustisk kommunikasjon praktisk talt ingen effekt på artsdiversifisering over en stor tidsskala.
Forskere fant også at lydkommunikasjon dukket opp for rundt 100-200 millioner år siden, og noen arter av tetrapoder hadde denne evnen gjennom denne tiden uten praktisk talt noen endringer.
Det er verdt å merke seg at tilstedeværelsen av akustisk kommunikasjon for nattlige skapninger, selv om det er en klar fordel, ikke har en negativ innvirkning på overgangen til en livsstil på dagtid. Dette enkle faktum bekreftes av det faktum at mange tidligere nattaktive arter, etter å ha byttet til en daglig livsstil, ikke har mistet denne evnen.
I følge denne studien kan kommunikasjon ved hjelp av lyder kalles den mest stabile evolusjonære egenskapen. Når først denne evnen har dukket opp, har den nesten aldri forsvunnet i løpet av evolusjonen, noe som ikke er tilfellet med andre typer signalering, som lyse farger eller uvanlige kroppsformer, fjærdrakt eller pels.
Forskerne sier at deres analyse av forholdet mellom akustisk kommunikasjon og miljøet kan gjelde andre evolusjonære egenskaper. Det ble tidligere antatt at økologiens innflytelse på signaltransduksjonsmetoder var begrenset til forskjeller mellom nært beslektede arter. Basert på arbeidet beskrevet ovenfor kan det imidlertid med sikkerhet fastslås at de grunnleggende typene signaloverføring også endres i samsvar med endringer i dyrets miljø.
Fredag off-top:
En flott demonstrasjon av den utrolige variasjonen av lyder som forskjellige fuglearter lager.
Off-top 2.0:
Noen ganger lager dyr veldig uvanlige og morsomme lyder.
Takk for at du leser, vær nysgjerrig og ha en flott helg folkens! 🙂
Noen annonser 🙂
Takk for at du bor hos oss. Liker du artiklene våre? Vil du se mer interessant innhold? Støtt oss ved å legge inn en bestilling eller anbefale til venner, , en unik analog av entry-level servere, som ble oppfunnet av oss for deg: (tilgjengelig med RAID1 og RAID10, opptil 24 kjerner og opptil 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2x billigere i Equinix Tier IV datasenter i Amsterdam? Bare her i Nederland! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - fra $99! Lese om
Kilde: www.habr.com