Mu-mu, woof-woof, quack-quack: evolución de la comunicación acústica

En el mundo animal, que incluye a las personas, existen muchos métodos para transmitirse información entre ellos. Puede ser una danza enérgica, como las aves del paraíso, hablando de la preparación del macho para la procreación; Puede ser un color brillante, como las ranas del árbol del Amazonas, hablando de su toxicidad; Puede ser un olor a perro, que marca los límites del territorio. Pero lo más común para los animales más desarrollados es la comunicación acústica, es decir, el uso de sonidos. Incluso les enseñamos a nuestros hijos desde la cuna quién y cómo dicen: una vaca - moo-moo-mu, un perro - guau-guau, etc. Para nosotros, la comunicación verbal, es decir, acústica, es un aspecto integral de la socialización. Lo mismo puede decirse de otros representantes de la fauna. Los científicos de la Universidad de Hainan (China) decidieron mirar hacia el pasado para comprender la evolución de la comunicación acústica. ¿Qué tan extendida es la comunicación acústica entre los animales cuando se originó y por qué se convirtió en el método dominante de transmisión de información? Aprendemos sobre esto del informe de los investigadores. Vamos

Base de estudio

En esta etapa de desarrollo evolutivo, muchos representantes de la fauna han introducido completamente señales acústicas en su ritmo de vida. Los sonidos que hacen los animales se utilizan para atraer a un compañero (canto de los pájaros, sapos croatas, etc.), para detectar o desorientar al enemigo (un grito de un arrendajo que informa al depredador que ha sido detectado y que la emboscada no funcionará, por lo que es mejor retirarse) para transmitir información sobre la disponibilidad de alimentos (gallinas, encontrar comida, emitir un sonido característico para atraer la atención de sus crías), etc.

Hecho interesante:

El timbre macho de una campana ( Procnias albus) emite un grito de apareamiento de 125 dB (motor a reacción - 120-140 dB), mientras que es el ave más ruidosa del planeta.

El estudio de las señales acústicas y su evolución se ha llevado a cabo durante mucho tiempo. Los datos obtenidos durante tales trabajos contribuyen a una mejor comprensión de cómo las personas usan los sonidos y, por lo tanto, cómo se formaron los diferentes idiomas en diferentes regiones del planeta. Sin embargo, tales estudios no afectaron el origen mismo de la comunicación acústica como fenómeno. Una de las preguntas fundamentales que nadie ha respondido hasta ahora es: ¿por qué surgió la comunicación acústica?

Hay muchas preguntas que necesitan respuestas. En primer lugar, ¿qué factores ambientales influyeron en el surgimiento y la formación de este tipo de transferencia de información? En segundo lugar, fue la comunicación acústica relacionada con la especiación, es decir. ¿Ayuda a propagar la especie y a prevenir su extinción? En tercer lugar, ¿es la presencia de comunicación acústica evolutivamente estable después de su desarrollo? Y finalmente, ¿se desarrolló la conexión acústica en diferentes grupos de animales en paralelo, o tiene un ancestro común para todas las criaturas?

Las respuestas a estas preguntas, según los propios científicos, son importantes no solo para comprender la conexión acústica como tal, sino también para comprender la evolución y los cambios de comportamiento en los animales. Por ejemplo, existe una teoría de que el hábitat afecta fuertemente la selección sexual y la comunicación en algunas especies animales. Es difícil decir si esta teoría es aplicable a la generación de señales, pero es bastante real. Los científicos también recuerdan que Darwin también dijo que son las señales de sonido las que juegan un papel importante en la formación de parejas en algunas especies. En consecuencia, las señales acústicas afectan la especiación.

En este trabajo, los investigadores decidieron considerar la evolución de las señales de sonido en los tetrápodos, utilizando el enfoque filogenético (identificando la relación entre las diferentes especies). El énfasis principal se pone en el origen de la comunicación acústica, y no en su forma o funciones. El estudio utilizó datos de 1799 especies diferentes, también tuvo en cuenta el factor del comportamiento diario (especies con actividad diurna y nocturna). Además, se realizó un estudio sobre la relación entre la comunicación acústica y el grado de diversificación de las especies, es decir. su prevalencia a través de un modelo de especiación-extinción. El conservadurismo filogenético también se probó en presencia de una conexión acústica entre especies.

Resultados de la investigación

Entre los tetrápodos, la mayoría de los anfibios, mamíferos, aves y cocodrilos tienen comunicación acústica, mientras que la mayoría de las escamas y las tortugas no. En las filas de anfibios, este tipo de transferencia de información está ausente en los cecilios ( caecilianos ), pero en algunas especies de salamandras y en la mayoría de las ranas (en 39 de las 41 especies consideradas). Además, la comunicación acústica está ausente en las serpientes y en todas las familias de lagartos, a excepción de dos: Gekkonidae (gecko), Phyllodactylidae . En el orden de las tortugas, solo 2 de cada 14 familias tienen comunicación acústica. Se espera que entre las 173 especies de aves consideradas, la comunicación acústica fuera total. 120 de 125 familias de mamíferos también han demostrado esta característica.

Hecho interesante:

Las salamandras tienen una regeneración sorprendente y son capaces de regenerar no solo la cola, sino también la pata; las salamandras, a diferencia de muchos de sus parientes, no ponen huevos, sino que son vivíparos; Una de las salamandras más grandes, gigantescas japonesas, pesa 35 kg.

Resumiendo estos datos, podemos decir que la transmisión acústica de información está presente en el 69% de los representantes de los tetrápodos.


Tabla No. 1: porcentaje de propietarios de transferencia de información acústica entre las especies de cuatro patas bajo consideración.

Una vez establecida la distribución aproximada de la comunicación acústica entre las especies, fue necesario comprender la relación entre esta habilidad y el comportamiento animal (de día o de noche).

Entre varios modelos que describen esta relación para cada especie, se seleccionó un modelo que es adecuado para la descripción promedio de la relación de acústica y comportamiento para todas las especies. Este modelo (tabla No. 2) muestra todos los pros y contras posibles de una habilidad similar para ambos comportamientos animales.


Tabla 2: Análisis de la relación entre comunicación acústica y comportamiento animal (día / noche).

Se estableció una clara dependencia de la comunicación acústica en el comportamiento, así como una interdependencia equilibrada. Sin embargo, curiosamente, no se encontró relación inversa: comportamiento en el acoplamiento acústico.

El análisis filogenético mostró una estrecha conjugación de acústica y vida nocturna (tabla No. 3).


Tabla 3: Análisis filogenético de la relación entre comunicación acústica y estilo de vida día / noche.

Un análisis de los datos también mostró que la presencia de acoplamiento acústico no afectaba la tasa de diversificación en la filogenia de los tetrápodos. Por lo tanto, los indicadores de diversificación promedio (especiación - extinción; r = 0.08 eventos por millón de años) fueron los mismos para líneas de especies con acoplamiento acústico y para líneas sin esta habilidad. Por lo tanto, se puede suponer que la presencia / ausencia de comunicación acústica prácticamente no tuvo efecto en la prevalencia de una especie en particular o en eventos asociados con su formación o extinción.


Imagen No. 1: un gráfico de la evolución de la comunicación acústica entre varios tetrápodos.

Los científicos sugieren que la comunicación acústica probablemente se desarrolló independientemente en cada grupo principal de tetrápodos, pero su origen era antiguo en muchos tesoros importantes (hace ~ 100-200 millones de años).

Por ejemplo, la comunicación acústica se desarrolló bastante temprano en la filogenia del orden de los anfibios sin cola ( Anura ), pero está completamente ausente en el grupo hermano para todas las demás ranas vivas de clados que contienen las familias Ascaphidae (ranas de cola) y Leiopelmatidae (liopelms).

Hecho interesante:

Los liopelms son endémicos de Nueva Zelanda y se consideran hígados largos entre las ranas: los machos viven hasta los 37 años y las hembras hasta los 35 años.

En los mamíferos, como en las ranas, la comunicación acústica surgió hace unos 200 millones de años. Algunas especies perdieron esta habilidad durante la evolución, sin embargo, la gran mayoría la trajo a nuestros días. Una excepción puede considerarse aves, que, aparentemente, son las únicas que no se separaron de la comunicación acústica durante todo el período de evolución.

Se descubrió que la comunicación acústica estaba presente tanto en el ancestro más reciente de las aves vivas como en el ancestro más antiguo de los cocodrilos vivos. Cada uno de estos antepasados ​​tiene unos 100 millones de años. Se puede suponer que la conexión acústica también estuvo presente en el antepasado común de estos dos tesoros, es decir, hace otros 250 millones de años.

Hecho interesante:

Algunas especies de geco pueden emitir los sonidos más inesperados para un lagarto: ladridos, clics, tuits, etc.

En los escamosos, la comunicación acústica es bastante rara, lo que puede deberse a una apariencia más estrecha dirigida exclusivamente a criaturas con un estilo de vida nocturno, como el gecko (Gekkota). Cambios evolutivos relativamente recientes han llevado a la aparición de comunicación acústica en algunas especies de salamandras y tortugas aisladas filogenéticamente.

Para conocer más detalladamente los matices del estudio, le recomiendo que examine el informe de los científicos y los materiales adicionales .

Epílogo

Resumiendo todos los resultados anteriores, es posible afirmar con casi total certeza que el desarrollo de la comunicación acústica está relacionado de una forma u otra con el estilo de vida nocturno. Esto confirma la teoría de la influencia de la ecología (el medio ambiente) en las características evolutivas de la especie. Sin embargo, la presencia de comunicación acústica prácticamente no tiene efecto en la diversificación de la especie a gran escala de tiempo.

Los investigadores también encontraron que la comunicación de sonido apareció hace unos 100-200 millones de años, y algunas especies de tetrápodos llevaban esta capacidad durante todo este tiempo prácticamente sin cambios.

Vale la pena señalar que la presencia de comunicación acústica para las criaturas nocturnas, aunque es una clara ventaja, no tiene un efecto negativo en la transición a un estilo de vida diurno. Este simple hecho se confirma por el hecho de que muchas especies anteriormente nocturnas, habiendo cambiado a la forma de vida diaria, no han perdido esta capacidad.

La comunicación sonora según este estudio puede llamarse el rasgo evolutivo más estable. Cuando esta habilidad se manifestó, casi nunca desapareció durante la evolución, lo que no se puede decir acerca de otros tipos de transmisión de señales, como el color brillante o la forma inusual del cuerpo, el plumaje o el pelaje.

Según los investigadores, su análisis de la relación entre la comunicación acústica y el medio ambiente puede aplicarse a otros rasgos evolutivos. Anteriormente se creía que el impacto ambiental en los métodos de transmisión de señales está limitado por las diferencias entre especies estrechamente relacionadas. Sin embargo, en base al trabajo anterior, se puede afirmar con confianza que los tipos fundamentales de transmisión de señal también cambian de acuerdo con los cambios en el entorno del animal.




Gracias por su atención, tengan curiosidad y tengan un gran fin de semana a todos, muchachos. :)

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