W świecie zwierząt, do którego zalicza się także człowieka, istnieje wiele metod przekazywania sobie informacji. Może to być taniec energetyczny, przypominający taniec rajskich ptaków, wskazujący na gotowość samca do prokreacji; może to być jasny kolor, jak żaby drzewne w Amazonii, wskazujący na ich toksyczność; może to być psi zapach, który wyznacza granice terytorium. Ale najczęstszą rzeczą dla najbardziej rozwiniętych zwierząt jest komunikacja akustyczna, czyli używanie dźwięków. Nawet od kołyski uczymy nasze dzieci, kto i jak powiedzieć: krowa – mu-mu-mu, pies – hau, hau itp. Dla nas komunikacja werbalna, czyli akustyczna, jest integralnym aspektem socjalizacji. To samo można powiedzieć o innych przedstawicielach fauny. Naukowcy z Uniwersytetu Hainan (Chiny) postanowili zajrzeć w przeszłość, aby zrozumieć ewolucję komunikacji akustycznej. Jak powszechna jest komunikacja akustyczna wśród zwierząt, kiedy powstała i dlaczego stała się dominującą metodą przekazywania informacji? Dowiemy się o tym z raportu badaczy. Iść.
Baza badawcza
Na tym etapie rozwoju ewolucyjnego wielu przedstawicieli fauny całkowicie zintegrowało sygnały akustyczne ze swoim rytmem życia. Dźwięki wydawane przez zwierzęta służą do zwabienia partnera (śpiew ptaków, rechot ropuch itp.), do wykrycia lub zdezorientowania wroga (krzyk sójki informujący drapieżnika, że został wykryty i zasadzka nie zadziała, więc lepiej dla niego się wycofać), przekazać informację o obecności pożywienia (kury, znajdując pożywienie, wydają charakterystyczny dźwięk, aby zwrócić na siebie uwagę potomstwa) itp.
Ciekawy fakt:
Samiec dzwonnika jednowąsowego (Procnias albus) emituje okrzyk godowy o natężeniu 125 dB (silnik odrzutowy - 120-140 dB), będąc najgłośniejszym ptakiem na świecie.
Badania sygnałów akustycznych i ich ewolucji prowadzone są już od dłuższego czasu. Dane uzyskane z takich prac przyczyniają się do lepszego zrozumienia, w jaki sposób ludzie używają dźwięków, a co za tym idzie, jak powstały różne języki w różnych regionach planety. Badania takie nie dotyczyły jednak samych początków komunikacji akustycznej jako zjawiska. Jedno z podstawowych pytań, na które nikt jeszcze nie odpowiedział, brzmi: dlaczego powstała komunikacja akustyczna?
Jest wiele pytań, które wymagają odpowiedzi. Po pierwsze, jakie czynniki środowiskowe wpłynęły na pojawienie się i ukształtowanie tego rodzaju przekazu informacji? Po drugie, czy komunikacja akustyczna była związana ze specjacją, czyli tzw. czy pomaga w rozprzestrzenianiu się gatunku i zapobiega jego wyginięciu? Po trzecie, czy obecność połączenia akustycznego jest ewolucyjnie stabilna, gdy już się rozwinie? I wreszcie, czy komunikacja akustyczna ewoluowała równolegle w różnych grupach zwierząt, czy też ma wspólnego przodka dla wszystkich stworzeń?
Odpowiedzi na te pytania, zdaniem samych naukowców, są ważne nie tylko dla zrozumienia komunikacji akustycznej jako takiej, ale także dla zrozumienia ewolucji i zmian w zachowaniu zwierząt. Istnieje na przykład teoria, że siedlisko silnie wpływa na dobór płciowy i komunikację u niektórych gatunków zwierząt. Trudno powiedzieć, czy teoria ta ma zastosowanie do generowania sygnału, ale jest całkiem możliwa. Naukowcy pamiętają także, że Darwin stwierdził, że u niektórych gatunków sygnały dźwiękowe odgrywają ważną rolę w tworzeniu par. Sygnały akustyczne wpływają zatem na specjację.
W swojej pracy naukowcy postanowili rozważyć ewolucję sygnałów dźwiękowych u czworonogów, stosując podejście filogenetyczne (identyfikując powiązania między różnymi gatunkami). Główny nacisk położony jest na pochodzenie połączenia akustycznego, a nie na jego formę czy funkcję. W badaniu wykorzystano dane od 1799 różnych gatunków, a także uwzględniono czynnik zachowania dobowego (gatunki wykazujące aktywność dzienną i nocną). Dodatkowo zbadano związek komunikacji akustycznej ze stopniem zróżnicowania gatunkowego, tj. ich rozpowszechnienie poprzez model specjacji-wymierania. Zbadano także konserwatyzm filogenetyczny w obecności powiązań akustycznych między gatunkami.
Wyniki badania
Wśród czworonogów większość płazów, ssaków, ptaków i krokodyli posiada komunikację akustyczną, podczas gdy większość łuskonośnych i żółwi nie. Wśród płazów ten rodzaj przekazywania informacji nie występuje u płazów ślepych (Caecilian), ale występuje u niektórych gatunków salamandrów i większości żab (w 39 z 41 rozważanych gatunków). Ponadto komunikacja akustyczna jest nieobecna u węży i we wszystkich rodzinach jaszczurek, z wyjątkiem dwóch - Gekkonidae (gekon), phyllodactylidae. W kolejności żółwi tylko 2 z 14 rodzin mają komunikację akustyczną. Można się spodziewać, że spośród 173 uwzględnionych gatunków ptaków wszystkie miały połączenie akustyczne. Cechę tę wykazywało także 120 ze 125 rodzin ssaków.
Ciekawy fakt:
Salamandry mają niesamowitą regenerację i potrafią odrosnąć nie tylko ogonem, ale także łapami; salamandry, w przeciwieństwie do wielu ich krewnych, nie składają jaj, ale są żyworodne; jedna z największych salamandry, japońska salamandra olbrzymia, waży 35 kg.
Podsumowując te dane, można stwierdzić, że akustyczna transmisja informacji występuje u 69% czworonogów.
Tabela nr 1: Odsetek właścicieli akustycznej transmisji informacji wśród rozpatrywanych gatunków czworonogów.
Po ustaleniu przybliżonego rozkładu komunikacji akustycznej pomiędzy gatunkami należało zrozumieć związek pomiędzy tą umiejętnością a zachowaniem zwierząt (nocnym lub dziennym).
Spośród kilku modeli opisujących tę zależność dla każdego gatunku wybrano model, który był odpowiedni do przeciętnego opisu zależności akustyka-zachowanie dla wszystkich gatunków. Model ten (tabela nr 2) pokazuje wszystkie możliwe zalety i wady takiej umiejętności dla obu typów zachowań zwierząt.
Tabela nr 2: Analiza związku komunikacji akustycznej z zachowaniem zwierząt (dzień/noc).
Ustalono wyraźną zależność komunikacji akustycznej od zachowania, a także zrównoważoną współzależność. Co ciekawe, nie stwierdzono jednak odwrotnej zależności – zachowania przy sprzężeniu akustycznym.
Analiza filogenetyczna wykazała ścisły związek akustyki z nocnym trybem życia (tab. nr 3).
Tabela nr 3: Analiza filogenetyczna związku komunikacji akustycznej z dobowym/nocnym trybem życia.
Analiza danych wykazała również, że obecność połączeń akustycznych nie miała wpływu na stopień zróżnicowania filogenezy czworonogów. Zatem średnie wskaźniki dywersyfikacji (specjacja – wymieranie; r = 0.08 zdarzeń na milion lat) były takie same dla obu linii gatunków posiadających komunikację akustyczną i linii bez tej umiejętności. Można zatem przyjąć, że obecność/brak komunikacji akustycznej nie miała praktycznie żadnego wpływu na występowanie danego gatunku, ani na zdarzenia związane z jego powstaniem lub wyginięciem.
Obraz nr 1: Kalendarium ewolucji komunikacji akustycznej między różnymi czworonogami.
Naukowcy sugerują, że komunikacja akustyczna prawdopodobnie ewoluowała niezależnie w każdej większej grupie czworonogów, ale w wielu głównych kladach jej początki sięgają starożytności (około 100–200 milionów lat temu).
Na przykład komunikacja akustyczna rozwinęła się dość wcześnie w filogenezie rzędu płazów bezogonowych (anura), ale jest całkowicie nieobecny w grupie siostrzanej dla wszystkich innych żyjących żab z kladu zawierającego rodziny Ascaphidae (żaby ogonowe) i Leiopelmatidae (lyopelmy).
Ciekawy fakt:
Liopelmy są endemitami Nowej Zelandii i uważane są za najdłużej żyjące żaby – samce żyją do 37 lat, a samice do 35 lat.
U ssaków, takich jak żaby, komunikacja akustyczna pojawiła się około 200 milionów lat temu. Niektóre gatunki utraciły tę umiejętność w trakcie ewolucji, jednak zdecydowana większość zachowała ją do dnia dzisiejszego. Wyjątek można uznać za ptaki, które najwyraźniej jako jedyne nie rozstały się z komunikacją akustyczną przez cały okres ewolucji.
Stwierdzono, że komunikacja akustyczna była obecna zarówno u najnowszego przodka żywych ptaków, jak i u najstarszego przodka żywych krokodyli. Każdy z tych przodków ma około 100 milionów lat. Można przypuszczać, że połączenie akustyczne występowało także u wspólnego przodka tych dwóch kladów, czyli 250 milionów lat temu.
Ciekawy fakt:
Niektóre gatunki zwierząt podobnych do gekonów są w stanie wydawać najbardziej nieoczekiwane dźwięki dla jaszczurki - szczekanie, klikanie, ćwierkanie itp.
U łuskonośnych komunikacja akustyczna jest dość rzadka, co może wynikać z węższego występowania wyłącznie u stworzeń nocnych, takich jak gekony (Gekkota). Stosunkowo niedawne zmiany ewolucyjne doprowadziły do pojawienia się komunikacji akustycznej u niektórych izolowanych filogenetycznie gatunków salamandrów i żółwi.
Aby uzyskać bardziej szczegółowe spojrzenie na niuanse badania, polecam rzucić okiem и do niego.
Epilog
Podsumowując wszystkie opisane powyżej wyniki, możemy z niemal całkowitą pewnością stwierdzić, że rozwój komunikacji akustycznej jest w taki czy inny sposób związany z nocnym trybem życia. Potwierdza to teorię o wpływie ekologii (środowiska) na cechy ewolucyjne gatunku. Jednak obecność komunikacji akustycznej praktycznie nie ma wpływu na dywersyfikację gatunków w dłuższej skali czasowej.
Naukowcy odkryli również, że komunikacja dźwiękowa pojawiła się około 100–200 milionów lat temu, a niektóre gatunki czworonogów posiadały tę zdolność przez cały ten czas praktycznie bez zmian.
Warto zaznaczyć, że obecność komunikacji akustycznej dla stworzeń nocnych, choć jest wyraźną zaletą, nie wpływa negatywnie na przejście do dziennego trybu życia. Ten prosty fakt potwierdza fakt, że wiele gatunków prowadzących wcześniej nocny tryb życia, przechodząc na dzienny tryb życia, nie utraciło tej zdolności.
Według tego badania komunikację za pomocą dźwięków można nazwać najbardziej stabilną cechą ewolucyjną. Kiedy już ta umiejętność się pojawi, prawie nigdy nie zanika w trakcie ewolucji, co nie ma miejsca w przypadku innych rodzajów sygnalizacji, takich jak jasne kolory lub nietypowe kształty ciała, upierzenie czy futro.
Naukowcy twierdzą, że ich analiza związku między komunikacją akustyczną a środowiskiem może mieć zastosowanie do innych cech ewolucyjnych. Wcześniej sądzono, że wpływ ekologii na metody przekazywania sygnału ogranicza się do różnic między blisko spokrewnionymi gatunkami. Jednakże na podstawie opisanych powyżej prac można śmiało stwierdzić, że podstawowe rodzaje transmisji sygnału również zmieniają się wraz ze zmianami w środowisku zwierzęcia.
Piątek poza szczytem:
Wspaniała demonstracja niesamowitej różnorodności dźwięków wydawanych przez różne gatunki ptaków.
Poza górą 2.0:
Czasami zwierzęta wydają bardzo niezwykłe i zabawne dźwięki.
Dziękuję za przeczytanie, bądźcie ciekawi i miłego weekendu, chłopaki! 🙂
Kilka reklam 🙂
Dziękujemy za pobyt z nami. Podobają Ci się nasze artykuły? Chcesz zobaczyć więcej ciekawych treści? Wesprzyj nas składając zamówienie lub polecając znajomym, , unikalny odpowiednik serwerów klasy podstawowej, który został przez nas wymyślony dla Ciebie: (dostępne z RAID1 i RAID10, do 24 rdzeni i do 40 GB DDR4).
Dell R730xd 2 razy taniej w centrum danych Equinix Tier IV w Amsterdamie? Tylko tutaj w Holandii! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2 GHz 6C 128 GB DDR3 2x960 GB SSD 1 Gb/s 100 TB — od 99 USD! Czytać o
Źródło: www.habr.com