Му-му, вау-вау, квак-квак: еволуција акустичне комуникације

У животињском свету, који укључује и људе, постоји много метода преношења информација једни другима. Ово може бити енергичан плес, попут плеса рајских птица, који указује на спремност мужјака да се размножава; може бити светле боје, попут амазонских жаба, што указује на њихову отровност; то може бити псећи мирис који означава границе територије. Али најчешћа ствар за већину развијених животиња је акустична комуникација, односно употреба звукова. Чак и нашу децу од колевке учимо ко и како се каже: крава – му-му-му, пас – вау-вау итд. За нас је вербална, односно акустична комуникација саставни аспект социјализације. Исто се може рећи и за друге представнике фауне. Научници са Универзитета Хаинан (Кина) одлучили су да погледају у прошлост да би разумели еволуцију акустичне комуникације. Колико је уобичајена акустична комуникација међу животињама, када је настала и зашто је постала доминантан метод преношења информација? О томе сазнајемо из извештаја истраживача. Иди.

Основа истраживања

У овој фази еволуционог развоја, многи представници фауне су у потпуности интегрисали акустичне сигнале у свој ритам живота. Звуци које производе животиње користе се за привлачење партнера (певање птица, грактање крастача, итд.), за откривање или дезоријентисање непријатеља (крик шојке која обавештава предатора да је откривен и заседа неће успети, тако да боље је да се повуче), да пренесе информације о присуству хране (кокошке, након што су пронашле храну, испуштају карактеристичан звук како би привукле пажњу свог потомства) итд.

Занимљива чињеница:

Мужјак звонара са једним брком (Процниас албус) емитује позив за парење од 125 дБ (млазни мотор - 120-140 дБ), што је најгласнија птица на планети.

Проучавање акустичних сигнала и њихове еволуције се спроводи већ дуже време. Подаци добијени таквим радом доприносе бољем разумевању начина на који људи користе звукове и, самим тим, како су настали различити језици у различитим регионима планете. Међутим, такве студије нису се бавиле самим пореклом акустичне комуникације као феномена. Једно од фундаменталних питања на које још нико није одговорио је: зашто је настала акустична комуникација?

Много је питања која захтевају одговоре. Прво, који фактори средине су утицали на настанак и формирање ове врсте преноса информација? Друго, била је акустичка комуникација везана за специјацију, тј. да ли помаже у ширењу врсте и спречавању њеног изумирања? Треће, да ли је присуство акустичне везе еволутивно стабилно када се развије? И коначно, да ли се акустична комуникација развијала у различитим групама животиња паралелно, или има заједничког претка за сва створења?

Одговори на ова питања, према речима самих научника, важни су не само за разумевање акустичне комуникације као такве, већ и за разумевање еволуције и промена понашања код животиња. На пример, постоји теорија да станиште снажно утиче на сексуалну селекцију и комуникацију код неких животињских врста. Тешко је рећи да ли је ова теорија применљива на генерисање сигнала, али је сасвим могуће. Научници такође подсећају да је Дарвин рекао да звучни сигнали играју важну улогу у формирању парова код неких врста. Због тога акустични сигнали утичу на специјацију.

У овом раду, истраживачи су одлучили да размотре еволуцију звучних сигнала код тетрапода, користећи филогенетски приступ (идентификовање односа између различитих врста). Главни нагласак је на пореклу акустичне везе, а не на њеном облику или функцији. У студији су коришћени подаци од 1799 различитих врста, а узет је у обзир и фактор дневног понашања (врсте са дневном и ноћном активношћу). Поред тога, проучаван је однос акустичке комуникације и степена диверсификације врста, тј. њихова распрострањеност, кроз модел изумирања специјација. Тестиран је и филогенетски конзервативизам у присуству акустичних односа међу врстама.

Резултати истраживања

Међу тетраподима, већина водоземаца, сисара, птица и крокодила поседује акустичну комуникацију, док већина сквамата и корњача нема. Међу водоземцима, овај вид преноса информација није присутан код цецилијана (Цецилијански), али је присутан у неким врстама даждевњака и у већини жаба (у 39 од 41 врсте). Такође, акустична комуникација је одсутна код змија и у свим породицама гуштера, осим два - Гекконидае (гекон), Пхиллодацтилидае. У реду корњача, само 2 од 14 породица имају акустичну комуникацију. Сасвим је очекивано да су међу 173 разматране врсте птица све имале акустичну везу. 120 од 125 породица сисара такође је показало ову особину.

Занимљива чињеница:

Саламандери имају невероватну регенерацију и у стању су да поново расту не само реп, већ и шапе; даждевњаци, за разлику од многих својих рођака, не полажу јаја, већ су живородни; један од највећих даждевњака, јапански џиновски даждевњак, тежак је 35 кг.

Сумирајући ове податке, можемо рећи да је акустични пренос информација присутан код 69% тетрапода.

Табела бр. 1: проценат власника акустичног преноса информација међу разматраним врстама тетрапода.

Након што је утврђена приближна дистрибуција акустичне комуникације међу врстама, било је неопходно разумети везу између ове вештине и понашања животиња (ноћног или дневног).

Међу неколико модела који описују овај однос за сваку врсту, одабран је модел који је био погодан за просечан опис односа акустика-понашање за све врсте. Овај модел (Табела бр. 2) показује све могуће предности и недостатке такве вештине за оба типа понашања животиња.

Табела бр. 2: анализа односа акустичне комуникације и понашања животиња (дневно/ноћно).

Установљена је јасна зависност акустичке комуникације од понашања, као и уравнотежена међузависност. Међутим, зачудо, није пронађена инверзна веза—понашање са акустичном спрегом.

Филогенетска анализа је показала блиску везу између акустике и ноћног начина живота (Табела бр. 3).

Табела бр. 3: Филогенетска анализа односа акустичне комуникације и дневног/ноћног начина живота.

Анализа података је такође показала да присуство акустичне повезаности није имало утицаја на стопу диверсификације у филогенији тетрапода. Дакле, просечне стопе диверзификације (специација-изумирање; р = 0.08 догађаја на милион година) биле су исте за обе лозе врста са акустичном комуникацијом и за лозе без ове вештине. Стога се може претпоставити да присуство/одсуство акустичне комуникације практично није имало утицаја на распрострањеност одређене врсте или на догађаје повезане са њеним формирањем или изумирањем.

Слика #1: Временска линија еволуције акустичне комуникације међу различитим тетраподима.

Научници сугеришу да је акустична комуникација вероватно еволуирала независно у свакој већој групи тетрапода, али њено порекло је било древно у многим великим кладама (пре ~ 100-200 милиона година).

На пример, акустична комуникација се развила прилично рано у филогенији реда безрепих водоземаца (Анура), али је потпуно одсутан у сестринској групи за све остале живе жабе из кладе која садржи породице Асцапхидае (репате жабе) и Леиопелматидае (лиопелмас).

Занимљива чињеница:

Лиопелми су ендемични за Нови Зеланд и сматрају се најдуговечнијим жабама – мужјаци живе до 37 година, а женке до 35 година.

Код сисара, попут жаба, акустична комуникација је настала пре отприлике 200 милиона година. Неке врсте су изгубиле ову вештину током еволуције, међутим, велика већина ју је пренела до данас. Изузетак се могу сматрати птицама, које су, очигледно, једине које се нису одвајале од акустичне комуникације током читавог периода еволуције.

Утврђено је да је акустична комуникација била присутна и код најновијег претка живих птица и код најстаријег претка живих крокодила. Сваки од ових предака је стар око 100 милиона година. Може се претпоставити да је акустична веза била присутна и код заједничког претка ова два клада, односно пре 250 милиона година.

Занимљива чињеница:

Неке врсте животиња налик геконима способне су да испуштају најнеочекиваније звукове за гуштера - лајање, шкљоцање, цвркутање итд.

Код сквамата, акустична комуникација је прилично ретка, што може бити последица уже фокусиране појаве искључиво код ноћних бића као што су гекони (Геккота). Релативно недавне еволуционе промене довеле су до појаве акустичне комуникације код неких филогенетски изолованих врста даждевњака и корњача.

За детаљнији поглед на нијансе студије, препоручујем да погледате саопштавају научници и Додатни материјали њему.

Епилог

Сумирајући све горе описане резултате, можемо са готово потпуним поверењем рећи да је развој акустичне комуникације на овај или онај начин повезан са ноћним начином живота. Ово потврђује теорију о утицају екологије (животне средине) на еволуционе карактеристике врсте. Међутим, присуство акустичне комуникације практично нема утицаја на диверзификацију врста у великој временској скали.

Истраживачи су такође открили да се звучна комуникација појавила пре око 100-200 милиона година, а неке врсте тетрапода су носиле ову способност током овог времена без икаквих промена.

Вреди напоменути да присуство акустичне комуникације за ноћна бића, иако је јасна предност, нема негативан утицај на прелазак на дневни начин живота. Ову једноставну чињеницу потврђује чињеница да многе раније ноћне врсте, након што су прешле на дневни начин живота, нису изгубиле ову способност.

Према овој студији, комуникација помоћу звукова може се назвати најстабилнијом еволуционом особином. Једном када се ова способност појави, скоро никада није нестала током еволуције, што није случај са другим врстама сигнализације, као што су светле боје или необични облици тела, перје или крзно.

Истраживачи кажу да се њихова анализа односа између акустичне комуникације и околине може применити на друге еволуционе особине. Раније се сматрало да је утицај екологије на методе трансдукције сигнала ограничен на разлике између блиско повезаних врста. Међутим, на основу горе описаног рада, може се са сигурношћу рећи да се основни типови преноса сигнала такође мењају у складу са променама у животној средини.

петак ван врха:

Сјајна демонстрација невероватне разноликости звукова које производе различите врсте птица.

Офф-топ 2.0:

Понекад животиње испуштају веома необичне и смешне звуке.

Хвала на гледању, будите радознали и угодан викенд свима! 🙂

Неки огласи 🙂

Хвала вам што сте остали са нама. Да ли вам се свиђају наши чланци? Желите да видите још занимљивијег садржаја? Подржите нас тако што ћете наручити или препоручити пријатељима, ВПС у облаку за програмере од 4.99 УСД, јединствени аналог сервера почетног нивоа, који смо ми измислили за вас: Цела истина о ВПС (КВМ) Е5-2697 в3 (6 језгара) 10ГБ ДДР4 480ГБ ССД 1Гбпс од 19 долара или како делити сервер? (доступно са РАИД1 и РАИД10, до 24 језгра и до 40 ГБ ДДР4).

Делл Р730кд 2 пута јефтинији у Екуиник Тиер ИВ дата центру у Амстердаму? Само овде 2 к Интел ТетраДеца-Цоре Ксеон 2к Е5-2697в3 2.6ГХз 14Ц 64ГБ ДДР4 4к960ГБ ССД 1Гбпс 100 ТВ од 199 УСД у Холандији! Делл Р420 - 2к Е5-2430 2.2Гхз 6Ц 128ГБ ДДР3 2к960ГБ ССД 1Гбпс 100ТБ - од 99 долара! Читали о Како изградити инфраструктурну корпорацију. класе уз коришћење Делл Р730кд Е5-2650 в4 сервера у вредности од 9000 евра за пени?

Извор: ввв.хабр.цом