V zvieracom svete, do ktorého patrí aj človek, existuje množstvo metód prenosu informácií medzi sebou. Môže to byť energický tanec, ako u rajských vtákov, ktorý hovorí o pripravenosti samca na reprodukciu; môže to byť výrazné sfarbenie, ako u amazonských stromových žiab, ktoré naznačuje ich jedovatosť; môže to byť zápach, ako u psov, ktorý označuje hranice teritória. Ale najbežnejšou formou akustickej komunikácie, teda využívania zvukov, je pre väčšinu vyvinutých zvierat. Učíme dokonca aj naše deti už od plienok, kto a ako hovorí: kravička – mu-mu-mu, psík – hav-hav a podobne. Pre nás je verbálna, teda akustická komunikácia neoddieliteľným aspektom socializácie. To isté môžeme povedať aj o ostatných reprezentantoch fauny. Vedci z Hainanského univerzity (Čína) sa rozhodli nahliadnuť do minulosti, aby pochopili evolúciu akustickej komunikácie. Do akej miery je akustická komunikácia rozšírená medzi zvieratami, kedy sa zrodila a prečo sa stala dominantnou metódou prenosu informácií? O tom sa dozvieme z správy výskumníkov. Poďme na to.
Základ výskumu
V tejto fáze evolučného vývoja mnohé druhy fauny úplne integrovali akustické signály do svojho životného rytmu. Zvuky, ktoré zvieratá vydávajú, sa používajú na prilákanie partnera (spev vtákov, kvákanie žiab a pod.), na zistenie alebo dezorientáciu nepriateľa (krik sojky, ktorý dáva dravcovi najavo, že bol objavený a pasca nefunguje, preto by sa mal lepšie stiahnuť), na prenášanie informácií o prítomnosti potravy (nasiedky, ktoré našli potravu, vydávajú charakteristický zvuk, aby prilákali pozornosť svojho potomstva) a tak ďalej.
Zaujímavý fakt:
Samček jednoúsého zvonára (Procnias albus) vydáva svadobný krik o sile 125 dB (reaktívny motor – 120–140 dB), čím sa stáva najhlasnejším vtákom na planéte.
Štúdium akustických signálov a ich evolúcie sa už vykonáva pomerne dlho. Získané údaje z takýchto prác prispievajú k lepšiemu pochopeniu toho, ako ľudia používajú zvuky, a tým pádom, ako sa formovali rôzne jazyky v rôznych regiónoch planéty. Tieto výskumy sa však nezaoberali samotným vznikom akustickej komunikácie ako javu. Jednou z fundamentálnych otázok, na ktorú zatiaľ nikto neodpovedal, je — prečo vznikla akustická komunikácia?
Existuje mnoho otázok, ktoré si vyžadujú odpovede. Po prvé, aké ekologické faktory ovplyvnili vznik a formovanie tohoto typu prenosu informácií? Po druhé, bola akustická komunikácia spojená s špeciáciou, t.j. pomáha pri rozširovaní druhu a zabraňuje jeho vyhynutiu? Po tretie, je existencia akustickej komunikácie evolučne stabilná po jej vývoji? A nakoniec, vyvíjala sa akustická komunikácia v rôznych skupinách zvierat paralelne alebo má spoločného predka pre všetky existujúce druhy?
Odpovede na tieto otázky sú podľa vedcov dôležité nielen pre porozumenie akustickej komunikácii ako takej, ale aj pre pochopenie evolúcie a behaviorálnych zmien u zvierat. Napríklad existuje teória, že prostredie veľmi ovplyvňuje výber partnera a komunikáciu u niektorých druhov zvierat. Aplikovateľnosť tejto teórie na formovanie signálov je zatiaľ ťažké povedať, ale je to celkom možné. Vedci tiež pripomínajú, že už Darwin hovoril o tom, že pri formovaní párov u niektorých druhov zohráva dôležitú úlohu práve akustická signalizácia. Tým pádom akustické signály vplývajú na špeciáciu.
V tejto práci sa výskumníci rozhodli preskúmať evolúciu zvukových signálov u štvonohých, pričom použili fylogenetický prístup (zistenie vzťahov medzi rôznymi druhmi). Hlavný dôraz bol kladený na pôvod akustickej komunikácie, nie na jej formy alebo funkcie. V štúdiu boli použité údaje z 1799 rôznych druhov, pričom sa zohľadnil aj faktor denného správania (druhy s dennou a nočnou aktivitou). Okrem toho bolo vykonané preskúmanie spojenia medzi akustickou komunikáciou a stupňom diverzifikácie druhov, t. j. ich rozšírenia, prostredníctvom modelu vznikania a vyhynutia druhov. Rovnako bol overený fylogenetický konzervatizmus pri prítomnosti akustickej komunikácie medzi druhmi.
Výsledky štúdie
Medzi štvonohými väčšina obojživelníkov, cicavcov, vtákov a krokodílov disponuje akustickou komunikáciou, zatiaľčo väčšina šupinatých a korytnačiek nie. V triede obojživelníkov nie je tento typ prenosu informácií prítomný u ceceilií (Cephalina), ale je u niektorých druhov salamandier a u väčšiny žiab (u 39 z 41 skúmaných druhov). Rovnako akustická komunikácia chýba u hadov a u všetkých rodín jašteríc, okrem dvoch — Gekkonidae (gekonovité), Phyllodactylidae. V triede korytnačiek iba 2 z 14 rodín disponujú akustickou komunikáciou. Neprekvapuje, že u 173 skúmaných druhov vtákov bola akustická komunikácia prítomná u všetkých. 120 z 125 rodín cicavcov taktiež preukázalo túto vlastnosť.
Zaujímavý fakt:
Salamandry majú úžasnú regeneráciu a dokážu znovu vyrásť nielen chvost, ale aj nohu; salamandry, na rozdiel od mnohých svojich príbuzných, nekladú vajíčka, ale sú živorodé; jedna z najväčších salamandier — japonská obrovská — váži 35 kg.
Sumiarní tieto údaje, môžeme povedať, že akustický prenos informácií je prítomný u 69% zástupcov štvonohých.
Tabuľka č. 1: percento majiteľov akustického prenosu informácií medzi skúmanými druhmi štvonohých.
Po určení približného rozšírenia akustickej komunikácie medzi druhmi bolo potrebné pochopiť vzťah medzi touto schopnosťou a správaním zvierat (nočné alebo denný).
Medzi viacerými modelmi, ktoré popisujú tento vzťah pre každý druh, bol vybraný model vhodný na priemerné zobrazenie vzťahu akustiky a správania pre všetky druhy. Tento model (tabuľka č. 2) ukazuje všetky možné výhody a nevýhody z tohto zručnosti pre obe varianty správania zvieraťa.
Tabuľka č. 2: analýza vzťahu medzi akustickou komunikáciou a správaním zvieraťa (denné / nočné).
Bola stanovená zjavná závislosť akustickej komunikácie od správania, ako aj vyvážená vzájomná závislosť. Zaujímavé je, že nebola zistená spätná závislosť — správania od akustickej komunikácie.
Filogenetická analýza ukázala úzke prepojenie akustiky a nočného spôsobu života (tabuľka č. 3).
Tabuľka č. 3: filogenetická analýza vzťahu akustickej komunikácie a denného / nočného spôsobu života.
Analýza dát tiež ukázala, že prítomnosť akustickej komunikácie nijako neovplyvnila rýchlosť diverzifikácie v filogenéze štvorkolkárskych. Tak priemerné ukazovatele diverzifikácie (vytváranie druhov — vyhynutie; r = 0,08 udalostí na milión rokov) boli rovnaké ako pre línie druhov s akustickou komunikáciou, tak aj pre línie bez tejto zručnosti. Preto sa dá predpokladať, že prítomnosť/absencia akustickej komunikácie nemala prakticky žiadny vplyv na rozšírenie daného druhu alebo na udalosti súvisiace s jeho vznikom či vyhynutím.
Obrázok č. 1: graf vývoja akustickej komunikácie medzi rôznymi štvorkolkármi.
Vedci predpokladajú, že akustická komunikácia sa pravdepodobne vyvíjala nezávisle v každej hlavnej skupine štvorkolkárskych, ale jej pôvod bol dávny vo viacerých hlavných skupinách (~ 100–200 miliónov rokov dozadu).
Napríklad akustická komunikácia sa vyvíjala dosť skoro vo filogenéze radu bezchvostých obojživelníkov (Anura), ale úplne chýba v sestrinskej skupine pre všetky ostatné súčasné žaby z kladov obsahujúcich rodiny Ascaphidae (chvostaté žaby) a Leiopelmatidae (leiopelmy).
Zaujímavý fakt:
Leiopelmy sú endemity Nového Zélandu a považujú sa za dlhoveké medzi žabami — samce žijú až 37 rokov, zatiaľ čo samice až 35 rokov.
U cicavcov, rovnako ako u žiab, sa akustická komunikácia vyvinula približne pred 200 miliónmi rokov. Niektoré druhy tento zručnosť v priebehu evolúcie stratili, avšak drvivá väčšina ju zachovala až dodnes. Výnimkou sú vtáky, ktoré, zdá sa, sú jediní, kto sa počas celej evolúcie nevzdali akustickej komunikácie.
Bolo zistené, že akustická komunikácia existovala u najnovšieho predka súčasných vtákov, ako aj u najstaršieho predka súčasných krokodílov. Každému z týchto predkov je približne 100 miliónov rokov. Môžeme predpokladať, že akustická komunikácia bola prítomná aj u spoločného predka týchto dvoch klád, teda ešte pred 250 miliónmi rokmi.
Zaujímavý fakt:
Niektoré druhy gékónov dokážu vydávať najneočakávanejšie zvuky pre jaštericu — štekanie, cvakanie, štebotanie a podobne.
U šupinatých sa akustická komunikácia vyskytuje pomerne zriedka, čo môže súvisieť s jej vznikom výhradne u nočných živočíchov, ako sú gékóny (Gekkota). Relatívne nedávne evolučné zmeny viedli k vzniku akustickej komunikácie u niektorých fylogeneticky izolovaných druhov mlokov a korytnačiek.
Pre podrobnejšie oboznámenie sa s nuansami výskumu odporúčam nahliadnuť do a k nej.
Epilog
Súhrnne môžeme s prakticky úplnou istotou tvrdiť, že vývoj akustickej komunikácie súvisí s nočným spôsobom života. To potvrdzuje teóriu o vplyve ekológie (prostredia) na evolučné charakteristiky druhu. Napriek tomu akustická komunikácia má v skutočnosti minimálny vplyv na diverzifikáciu druhu v dlhodobom časovom horizonte.
Taktiež výskumníci zistili, že zvuková komunikácia sa objavila pred približne 100-200 miliónmi rokmi a niektoré druhy štvorkolových prenechali túto schopnosť počas celého tohto času prakticky bez akýchkoľvek zmien.
Je potrebné zdôrazniť, že existenciu akustickej komunikácie pre nočné živočíchy, aj keď je to zjavný prínos, nemá negatívny vplyv pri prechode na denný spôsob života. Tento jednoduchý fakt potvrdzuje, že mnohé predtým nočné druhy, ktoré prešli na denný režim, neztratili túto schopnosť.
Komunikácia prostredníctvom zvukov podľa tohto výskumu sa dá nazvať najstálejšou evolučnou črtou. Keď sa táto schopnosť objavila, prakticky nikdy nezmizla v priebehu evolúcie, čo sa nedá povedať o iných typoch prenosu signálov, ako sú jasné farby alebo nezvyčajné tvary tela, operenie alebo srsť.
Podľa vedcov sa ich analýza spojenia akustickej komunikácie a prostredia môže aplikovať aj na iné evolučné znaky. Predtým sa predpokladalo, že vplyv ekológie na metódy prenosu signálov je obmedzený na rozdiely medzi blízko príbuznými druhmi. Avšak na základe vyššie uvedeného diela môžeme s istotou povedať, že základné typy prenosu signálov sa tiež menia v súlade so zmenami v prostredí živočícha.
Petkov offtop:
Skvelá ukážka neuveriteľnej rozmanitosti zvukov, ktoré vydávajú rôzne druhy vtákov.
Off-topic 2.0:
Niekedy zvieratá vydávajú veľmi nezvyčajné a zábavné zvuky.
Ďakujem za pozornosť, zostaňte zvedaví a prajem všetkým skvelý víkend, kamaráti! 🙂
Trochu reklamy 🙂
Ďakujeme, že ostávate s nami. Páčia sa vám naše články? Chcete vidieť viac zaujímavých materiálov? Podporte nás, vytvorením objednávky alebo odporúčaním známym, , unikátny ekvivalent entry-level serverov, ktorý sme pre vás vytvorili: (k dispozícii varianty s RAID1 a RAID10, až 24 jadier a až 40GB DDR4).
Dell R730xd je dvakrát lacnejší v dátovom centre Equinix Tier IV v Amsterdame? Len u nás v Holandsku! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — od 99 dolárov! Prečítajte si o tom
Zdroj: habr.com
