Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication

Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication

Sa mundo ng mga hayop, na dapat isama ang mga tao, maraming mga paraan ng pagpapadala ng impormasyon sa bawat isa. Maaari itong maging isang masiglang sayaw, tulad ng isang ibon ng paraiso, na nagpapahiwatig ng kahandaan ng lalaki na manganak; maaari itong maging isang maliwanag na kulay, tulad ng mga palaka ng puno ng Amazon, na pinag-uusapan ang kanilang lason; maaari itong maging parang aso na pabango na nagmamarka sa mga hangganan ng isang teritoryo. Ngunit ang pinaka-pamilyar sa pinaka-binuo na mga hayop ay acoustic communication, iyon ay, ang paggamit ng mga tunog. Tinuturuan pa namin ang aming mga anak mula sa duyan hanggang sa kung sino at paano nila sinasabi: isang baka - mu-mu-mu, isang aso - woof-woof, atbp. Para sa amin, ang verbal, iyon ay, acoustic communication, ay isang mahalagang aspeto ng pagsasapanlipunan. Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa iba pang mga kinatawan ng fauna. Nagpasya ang mga siyentipiko mula sa Hainan University (China) na tingnan ang nakaraan upang maunawaan ang ebolusyon ng acoustic communication. Gaano kalawak ang acoustic communication sa mga hayop, kailan ito nagmula, at bakit ito ang naging dominanteng paraan ng paglilipat ng impormasyon? Nalaman namin ang tungkol dito mula sa ulat ng mga mananaliksik. Pumunta ka.

Batayan sa pananaliksik

Sa yugtong ito ng ebolusyonaryong pag-unlad, maraming mga kinatawan ng fauna ang ganap na nagpakilala ng mga acoustic signal sa kanilang ritmo ng buhay. Ang mga tunog na ginawa ng mga hayop ay ginagamit upang maakit ang isang kapareha (kumanta ng mga ibon, croaking toads, atbp.), Upang makita o disorient ang kaaway (ang sigaw ng isang jay, na nagpapaalam sa mandaragit na siya ay nakita at ang pagtambang ay hindi gagana, kaya mas mabuti para sa kanya na umatras), upang ihatid ang impormasyon tungkol sa pagkakaroon ng pagkain (mga hens, pagkakaroon ng natagpuan ng pagkain, gumawa ng isang katangian ng tunog upang maakit ang atensyon ng kanilang mga supling), atbp.

Isang kagiliw-giliw na katotohanan:


Lalaking single-whiskered ringer (Procnias albus) naglalabas ng mating cry na 125 dB (jet engine - 120-140 dB), habang siya ang pinakamalakas na ibon sa planeta.

Ang pag-aaral ng mga acoustic signal at ang kanilang ebolusyon ay natupad sa loob ng mahabang panahon. Ang data na nakuha sa kurso ng naturang mga gawa ay nakakatulong sa isang mas mahusay na pag-unawa sa kung paano ginagamit ng mga tao ang mga tunog at, samakatuwid, kung paano nabuo ang iba't ibang mga wika sa iba't ibang mga rehiyon ng planeta. Gayunpaman, ang mga naturang pag-aaral ay hindi hinawakan ang mismong pinagmulan ng komunikasyong acoustic bilang isang kababalaghan. Isa sa mga pangunahing tanong na wala pang nasasagot ay - bakit lumitaw ang acoustic communication?

Maraming tanong na nangangailangan ng kasagutan. Una, anong mga salik sa kapaligiran ang nakaimpluwensya sa paglitaw at pagbuo ng ganitong uri ng paglilipat ng impormasyon? Pangalawa, ay ang acoustic communication na nauugnay sa speciation, i.e. nakakatulong ba ito sa pagpapalaganap ng mga species at sa pagpigil sa pagkalipol nito? Pangatlo, ang pagkakaroon ba ng isang acoustic na koneksyon ay evolutionarily stable pagkatapos ng pagbuo nito? At, sa wakas, ang acoustic communication ba ay nabuo sa magkakaibang grupo ng mga hayop nang magkatulad, o mayroon ba itong isang karaniwang ninuno para sa lahat ng mga nilalang?

Ang mga sagot sa mga tanong na ito, ayon sa mga siyentipiko mismo, ay mahalaga hindi lamang para sa pag-unawa ng acoustic na komunikasyon tulad nito, kundi pati na rin para sa pag-unawa sa ebolusyon at mga pagbabago sa pag-uugali sa mga hayop. Halimbawa, mayroong isang teorya na ang tirahan ay lubos na nakakaimpluwensya sa sekswal na pagpili at komunikasyon sa ilang mga species ng hayop. Kung ang teoryang ito ay naaangkop sa pagbuo ng mga signal ay mahirap pa ring sabihin, ngunit ito ay lubos na totoo. Naaalala rin ng mga siyentipiko na kahit na si Darwin ay nagsabi na ang mga sound signal ay may mahalagang papel sa pagbuo ng mga pares sa ilang mga species. Samakatuwid, ang mga acoustic signal ay nakakaimpluwensya sa speciation.

Sa gawaing ito, nagpasya ang mga mananaliksik na isaalang-alang ang ebolusyon ng mga sound signal sa mga tetrapod gamit ang isang phylogenetic na diskarte (ipinahayag ang kaugnayan sa pagitan ng iba't ibang mga species). Ang pangunahing diin ay inilalagay sa pinagmulan ng acoustic communication, at hindi sa anyo o function nito. Ang pag-aaral ay gumamit ng data mula sa 1799 iba't ibang mga species, at isinasaalang-alang din ang kadahilanan ng pag-uugali sa araw (mga species na may aktibidad sa araw at gabi). Bilang karagdagan, ang isang pag-aaral ay ginawa ng relasyon sa pagitan ng acoustic na komunikasyon at ang antas ng pagkakaiba-iba ng species, i.e. ang kanilang pagkalat, sa pamamagitan ng modelo ng speciation-extinction. Ang phylogenetic conservatism ay sinubukan din sa pagkakaroon ng isang acoustic na relasyon sa pagitan ng mga species.

Mga resulta ng pananaliksik

Sa mga tetrapod, karamihan sa mga amphibian, mammal, ibon, at crocodilian ay acoustically communicative, habang karamihan sa mga squamate at pagong ay hindi. Sa hanay ng mga amphibian, ang mga caecilian ay walang ganitong uri ng paglilipat ng impormasyon (Caecilan), ngunit ang ilang mga species ng salamander at karamihan sa mga palaka (39 sa 41 species na isinasaalang-alang) ay mayroon nito. Gayundin, ang acoustic communication ay wala sa mga ahas at sa lahat ng pamilya ng mga butiki, maliban sa dalawa - Gekkonidae (tuko), Phyllodactylidae. Sa pagkakasunud-sunod ng mga pagong, 2 lamang sa 14 na pamilya ang may acoustic communication. Ito ay lubos na inaasahan na kabilang sa 173 species ng mga ibon na isinasaalang-alang, lahat ng mga ito ay may isang acoustic koneksyon. 120 sa 125 na pamilya ng mga mammal ay nagpakita rin ng tampok na ito.

Isang kagiliw-giliw na katotohanan:
Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication
Ang mga salamander ay may kamangha-manghang pagbabagong-buhay at nagagawang muling lumaki hindi lamang ang buntot, kundi pati na rin ang paa; ang mga salamander, hindi tulad ng marami sa kanilang mga kamag-anak, ay hindi nangingitlog, ngunit viviparous; ang isa sa pinakamalaking salamanders - ang higanteng Hapones - ay tumitimbang ng 35 kg.

Sa pagbubuod ng mga datos na ito, masasabi nating ang acoustic transmission ng impormasyon ay naroroon sa 69% ng mga tetrapod.

Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication
Talahanayan 1: Porsiyento ng mga may-ari ng acoustic transmission ng impormasyon sa mga pinag-aralan na species ng tetrapods.

Ang pagkakaroon ng pagtatatag ng tinatayang pamamahagi ng acoustic na komunikasyon sa mga species, kinakailangan upang maunawaan ang kaugnayan sa pagitan ng kasanayang ito at pag-uugali ng mga hayop (nocturnal o diurnal).

Sa ilang mga modelo na naglalarawan sa relasyong ito para sa bawat species, napili ang isang modelo na angkop para sa isang average na paglalarawan ng relasyon ng acoustics at pag-uugali para sa lahat ng species. Ang modelong ito (talahanayan Blg. 2) ay nagpapakita ng lahat ng posibleng kalamangan at kahinaan ng gayong kasanayan para sa parehong pag-uugali ng hayop.

Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication
Talahanayan #2: Pagsusuri ng kaugnayan sa pagitan ng komunikasyong acoustic at pag-uugali ng hayop (araw/gabi).

Ang isang malinaw na pag-asa ng acoustic na komunikasyon sa pag-uugali ay itinatag, pati na rin ang isang balanseng pagtutulungan. Gayunpaman, nakakagulat, walang nakitang kabaligtaran na relasyon - pag-uugali mula sa acoustic coupling.

Ang pagsusuri ng phylogenetic ay nagpakita ng malapit na kaugnayan sa pagitan ng acoustics at panggabi na pamumuhay (Talahanayan Blg. 3).

Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication
Talahanayan #3: Phylogenetic analysis ng relasyon sa pagitan ng acoustic communication at araw/gabi na pamumuhay.

Ang pagsusuri sa data ay nagpakita din na ang pagkakaroon ng isang acoustic na koneksyon ay walang epekto sa rate ng diversification sa tetrapod phylogeny. Kaya, ang mga average na tagapagpahiwatig ng sari-saring uri (speciation–extinction; r = 0.08 na kaganapan kada milyong taon) ay pareho para sa parehong linya ng mga species na may acoustic coupling at mga linya na walang ganitong kasanayan. Samakatuwid, maaaring ipagpalagay na ang pagkakaroon/kawalan ng acoustic communication ay halos walang epekto sa pamamahagi ng isang partikular na species o sa mga kaganapang nauugnay sa pagbuo o pagkalipol nito.

Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication
Larawan #1: Graph ng ebolusyon ng acoustic communication sa iba't ibang tetrapod.

Iminumungkahi ng mga siyentipiko na ang komunikasyong acoustic ay malamang na nag-evolve nang nakapag-iisa sa bawat pangunahing grupo ng tetrapod, ngunit ang pinagmulan nito ay sinaunang panahon sa maraming pangunahing clade (~100–200 mya).

Halimbawa, ang komunikasyong acoustic ay nabuo nang maaga sa phylogeny ng anuran amphibians (anura), ngunit ganap na wala sa sister group para sa lahat ng iba pang nabubuhay na palaka mula sa clade na naglalaman ng mga pamilya Ascaphidae (mga buntot na palaka) at Leiopelmatidae (liopelm).

Isang kagiliw-giliw na katotohanan:
Mu-mu, woof-woof, quack-quack: ang ebolusyon ng acoustic communication
Ang mga lyopelms ay endemic sa New Zealand at itinuturing na mahaba ang buhay sa mga palaka - ang mga lalaki ay nabubuhay hanggang 37 taon, at ang mga babae ay hanggang 35 taon.

Ang mga mammal, tulad ng mga palaka, ay bumuo ng acoustic communication mga 200 milyong taon na ang nakalilipas. Ang ilang mga species ay nawala ang kasanayang ito sa panahon ng ebolusyon, gayunpaman, ang karamihan ay nagdala nito sa ating mga araw. Ang isang pagbubukod ay maaaring ituring na mga ibon, na, tila, ay ang tanging mga hindi humiwalay sa acoustic na komunikasyon sa buong panahon ng ebolusyon.

Napag-alaman na ang acoustic communication ay naroroon sa pinakahuling ninuno ng mga buhay na ibon at ang pinaka sinaunang ninuno ng mga buhay na buwaya. Ang bawat isa sa mga ninunong ito ay halos 100 milyong taong gulang. Maaaring ipagpalagay na ang acoustic connection ay naroroon din sa karaniwang ninuno ng dalawang clades na ito, iyon ay, kasing aga ng 250 milyong taon na ang nakalilipas.

Isang kagiliw-giliw na katotohanan:


ang ilang mga species ng tuko ay may kakayahang gumawa ng mga hindi inaasahang tunog para sa isang butiki - tumatahol, nag-click, huni, atbp.

Ang acoustic coupling ay bihira sa mga squamate, na maaaring dahil sa isang mas makitid na nakatutok na pangyayari na eksklusibo sa mga nocturnal na nilalang tulad ng mga tuko (Gekkota). Ang mga kamakailang pagbabago sa ebolusyon ay humantong sa paglitaw ng acoustic communication sa ilang phylogenetically isolated species ng mga salamander at pagong.

Para sa mas detalyadong impormasyon tungkol sa mga nuances ng pag-aaral, inirerekumenda ko ang pagtingin sa ulat ng mga siyentipiko ΠΈ Mga karagdagang materyales sa kanya.

Epilogo

Ang pagbubuod ng lahat ng mga resulta na inilarawan sa itaas, maaari itong sabihin nang may halos kumpletong katiyakan na ang pag-unlad ng acoustic communication ay sa isang paraan o iba pang konektado sa nocturnal lifestyle. Kinukumpirma nito ang teorya tungkol sa impluwensya ng ekolohiya (kapaligiran) sa mga ebolusyonaryong katangian ng mga species. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng acoustic communication ay halos walang epekto sa pagkakaiba-iba ng mga species sa isang malaking sukat ng oras.

Natuklasan din ng mga mananaliksik na ang tunog na komunikasyon ay lumitaw mga 100-200 milyong taon na ang nakalilipas, at ang ilang mga species ng tetrapod ay nagdala ng kakayahang ito sa buong panahong ito na halos walang pagbabago.

Kapansin-pansin na ang pagkakaroon ng acoustic na komunikasyon para sa mga nilalang sa gabi, kahit na ito ay isang malinaw na plus, wala itong negatibong epekto sa paglipat sa isang pang-araw-araw na pamumuhay. Ang simpleng katotohanang ito ay nakumpirma ng katotohanan na maraming mga dating nocturnal species, na lumipat sa isang pang-araw-araw na paraan ng pamumuhay, ay hindi nawala ang kakayahang ito.

Ang komunikasyon sa mga tunog ayon sa pag-aaral na ito ay matatawag na pinaka-matatag na katangian ng ebolusyon. Kapag ang kakayahang ito ay ipinakita, halos hindi ito nawala sa kurso ng ebolusyon, na hindi masasabi tungkol sa iba pang mga uri ng pagbibigay ng senyas, tulad ng maliwanag na kulay o hindi pangkaraniwang hugis ng katawan, balahibo o amerikana.

Ayon sa mga mananaliksik, ang kanilang pagsusuri sa ugnayan sa pagitan ng acoustic communication at ng kapaligiran ay maaaring mailapat sa iba pang mga katangian ng ebolusyon. Dati naisip na ang epekto ng ekolohiya sa mga pamamaraan ng pagbibigay ng senyas ay limitado sa mga pagkakaiba sa pagitan ng malapit na nauugnay na mga species. Gayunpaman, batay sa gawaing inilarawan sa itaas, maaari itong kumpiyansa na ipahayag na ang mga pangunahing uri ng pagbibigay ng senyas ay nagbabago din alinsunod sa mga pagbabago sa kapaligiran ng hayop.

Biyernes off-top:


Isang mahusay na pagpapakita ng hindi kapani-paniwalang iba't ibang mga tunog na ginagawa ng iba't ibang uri ng mga ibon.

Off-top 2.0:


Minsan ang mga hayop ay gumagawa ng napaka kakaiba at nakakatawang mga tunog.

Salamat sa panonood, manatiling mausisa at magkaroon ng magandang katapusan ng linggo sa lahat! πŸ™‚

Ilang ad πŸ™‚

Salamat sa pananatili sa amin. Gusto mo ba ang aming mga artikulo? Gustong makakita ng mas kawili-wiling nilalaman? Suportahan kami sa pamamagitan ng pag-order o pagrekomenda sa mga kaibigan, cloud VPS para sa mga developer mula sa $4.99, isang natatanging analogue ng mga entry-level na server, na inimbento namin para sa iyo: Ang buong katotohanan tungkol sa VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps mula sa $19 o kung paano magbahagi ng server? (magagamit sa RAID1 at RAID10, hanggang 24 na core at hanggang 40GB DDR4).

Dell R730xd 2x na mas mura sa Equinix Tier IV data center sa Amsterdam? Dito lang 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV mula $199 sa Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mula $99! Basahin ang tungkol sa Paano bumuo ng infrastructure corp. klase sa paggamit ng mga server ng Dell R730xd E5-2650 v4 na nagkakahalaga ng 9000 euro para sa isang sentimos?

Pinagmulan: www.habr.com

Magdagdag ng komento