Mu-mu, woof-woof, quack-quack: Evolution der akustischen Kommunikation

In der Tierwelt, zu der auch Menschen gehören, gibt es viele Methoden, um Informationen untereinander zu übertragen. Es kann ein energiegeladener Tanz sein, wie die Paradiesvögel, die über die Zeugungsbereitschaft des Mannes sprechen. es kann eine helle Farbe sein, wie die Amazonas-Laubfrösche, die über ihre Giftigkeit sprechen; Es kann ein Geruch sein wie der eines Hundes, der die Grenzen des Territoriums markiert. Bei den am weitesten entwickelten Tieren ist jedoch die akustische Kommunikation, dh die Verwendung von Geräuschen, am verbreitetsten. Wir bringen unseren Kindern aus der Wiege sogar bei, wer und wie sie sagen: eine Kuh - Moo-Moo-Moo, ein Hund - Wuff-Wuff, etc. Für uns ist die verbale, dh akustische Kommunikation ein wesentlicher Aspekt der Sozialisation. Gleiches gilt für andere Vertreter der Fauna. Wissenschaftler der Hainan University (China) beschlossen, in die Vergangenheit zu blicken, um die Entwicklung der akustischen Kommunikation zu verstehen. Wie verbreitet ist die akustische Kommunikation zwischen Tieren, als sie entstand, und warum wurde sie zur vorherrschenden Methode der Informationsübertragung? Dies erfahren wir aus dem Bericht der Forscher. Lass uns gehen.

Studienbasis

In diesem Stadium der evolutionären Entwicklung haben viele Vertreter der Fauna akustische Signale vollständig in ihren Lebensrhythmus eingeführt. Die Geräusche von Tieren werden verwendet, um einen Partner anzuziehen (Vogelgezwitscher, krächzende Kröten usw.), um den Feind zu entdecken oder zu desorientieren (ein Schrei eines Jays, der den Raubtier darüber informiert, dass er entdeckt wurde und der Hinterhalt nicht funktioniert, daher ist es besser, sich zurückzuziehen). Informationen über die Verfügbarkeit von Futtermitteln zu übermitteln (Hühner, Futtersuche, charakteristisches Geräusch, um die Aufmerksamkeit ihrer Nachkommen zu erregen) usw.

Interessante Tatsache:

Der männliche Klingelton ( Procnias albus) stößt einen Paarungsschrei von 125 dB (Düsentriebwerk - 120-140 dB) aus und ist gleichzeitig der lauteste Vogel auf dem Planeten.

Die Untersuchung von akustischen Signalen und ihrer Entwicklung wird seit langem durchgeführt. Die Daten, die bei solchen Arbeiten gewonnen wurden, tragen zu einem besseren Verständnis der Art und Weise bei, wie Menschen Klänge verwenden, und daher, wie verschiedene Sprachen in verschiedenen Regionen des Planeten gebildet wurden. Solche Studien hatten jedoch keinen Einfluss auf den Ursprung der akustischen Kommunikation als Phänomen. Eine der grundlegenden Fragen, die bisher noch niemand beantwortet hat, lautet: Warum ist akustische Kommunikation entstanden?

Es gibt viele Fragen, die beantwortet werden müssen. Erstens: Welche Umweltfaktoren haben das Entstehen und die Entstehung dieser Art von Informationstransfer beeinflusst? Zweitens bezog sich die akustische Kommunikation auf die Speziation, d.h. Hilft es, die Art zu verbreiten und ihr Aussterben zu verhindern? Drittens: Ist das Vorhandensein von akustischer Kommunikation nach ihrer Entwicklung evolutionär stabil? Und schließlich, hat sich die akustische Verbindung in verschiedenen Tiergruppen parallel entwickelt, oder hat sie einen gemeinsamen Vorfahren für alle Kreaturen?

Die Antworten auf diese Fragen sind nach Ansicht der Wissenschaftler nicht nur wichtig, um den akustischen Zusammenhang als solchen zu verstehen, sondern auch, um die Evolution und Verhaltensänderungen bei Tieren zu verstehen. Beispielsweise gibt es eine Theorie, dass der Lebensraum die sexuelle Selektion und Kommunikation bei einigen Tierarten stark beeinflusst. Es ist schwer zu sagen, ob diese Theorie auf die Signalerzeugung anwendbar ist, aber sie ist durchaus real. Wissenschaftler erinnern sich auch daran, dass Darwin sagte, dass Tonsignale bei einigen Arten eine wichtige Rolle bei der Bildung von Paaren spielen. Folglich beeinflussen akustische Signale die Speziation.

In dieser Arbeit beschlossen die Forscher, die Entwicklung von Schallsignalen in Tetrapoden unter Verwendung des phylogenetischen Ansatzes (Identifizierung der Beziehung zwischen verschiedenen Arten) zu untersuchen. Der Schwerpunkt liegt auf dem Ursprung der akustischen Kommunikation und nicht auf ihrer Form oder Funktion. Die Studie verwendete Daten von 1799 verschiedenen Arten und berücksichtigte auch den Faktor des täglichen Verhaltens (Arten mit Tag- und Nachtaktivität). Zusätzlich wurde eine Studie über die Beziehung zwischen akustischer Kommunikation und dem Diversifizierungsgrad von Arten durchgeführt, d.h. ihre Verbreitung durch ein Speziation-Extinction-Modell. Der phylogenetische Konservatismus wurde auch in Gegenwart einer akustischen Verbindung zwischen Arten getestet.

Forschungsergebnisse

Unter den Tetrapoden haben die meisten Amphibien, Säugetiere, Vögel und Krokodile eine akustische Kommunikation, während die meisten Schuppen und Schildkröten dies nicht tun. Bei Amphibien fehlt diese Art der Informationsübertragung bei Cäciliern ( Caecilian ), bei einigen Salamanderarten und bei den meisten Fröschen (bei 39 von 41 untersuchten Arten). Außerdem fehlt bei Schlangen und in allen Familien von Echsen die akustische Kommunikation, mit Ausnahme von zwei - Gekkonidae (Gecko), Phyllodactylidae . In der Reihenfolge der Schildkröten haben nur 2 von 14 Familien akustische Kommunikation. Es wird erwartet, dass unter den 173 untersuchten Vogelarten insgesamt eine akustische Kommunikation bestand. 120 von 125 Säugetierfamilien haben dieses Merkmal ebenfalls demonstriert.

Interessante Tatsache:

Salamander haben eine erstaunliche Regeneration und können nicht nur den Schwanz, sondern auch die Pfote nachwachsen lassen. Salamander legen im Gegensatz zu vielen ihrer Verwandten keine Eier, sondern sind vivipar; einer der größten Salamander - der japanische Gigant - wiegt 35 kg.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei 69% der Vertreter von Tetrapoden eine akustische Informationsübertragung vorliegt.


Tabelle Nr. 1: Prozentsatz der Eigentümer der akustischen Informationsübertragung unter den untersuchten vierbeinigen Arten.

Nachdem die ungefähre Verteilung der akustischen Kommunikation zwischen den Arten ermittelt worden war, war es notwendig, die Beziehung zwischen dieser Fähigkeit und dem Verhalten der Tiere (Tag oder Nacht) zu verstehen.

Aus mehreren Modellen, die diese Beziehung für jede Art beschreiben, wurde ein Modell ausgewählt, das für die durchschnittliche Beschreibung der Beziehung von Akustik und Verhalten für alle Arten geeignet ist. Dieses Modell (Tabelle Nr. 2) zeigt alle möglichen Vor- und Nachteile einer ähnlichen Fähigkeit für beide Verhaltensweisen der Tiere.


Tabelle 2: Analyse des Zusammenhangs zwischen akustischer Kommunikation und Tierverhalten (Tag / Nacht).

Es wurde eine klare Abhängigkeit der akustischen Kommunikation vom Verhalten sowie eine ausgewogene gegenseitige Abhängigkeit festgestellt. Interessanterweise wurde jedoch keine umgekehrte Beziehung gefunden - Verhalten bei akustischer Kopplung.

Die phylogenetische Analyse zeigte eine enge Konjugation von Akustik und Nachtleben (Tabelle Nr. 3).


Tabelle 3: Phylogenetische Analyse der Beziehung zwischen akustischer Kommunikation und Tag / Nacht-Lebensstil.

Eine Analyse der Daten zeigte auch, dass das Vorhandensein einer akustischen Kopplung die Diversifizierungsrate der Phylogenie von Tetrapoden nicht beeinflusste. Somit waren die durchschnittlichen Diversifikationsindikatoren (Speziation - Extinktion; r = 0,08 Ereignisse pro Million Jahre) für Artenlinien mit akustischer Kopplung und für Linien ohne diese Fähigkeit dieselben. Daher kann davon ausgegangen werden, dass das Vorhandensein / Fehlen einer akustischen Kommunikation praktisch keinen Einfluss auf die Prävalenz einer bestimmten Art oder auf Ereignisse im Zusammenhang mit ihrer Entstehung oder Auslöschung hatte.


Bild Nr. 1: Ein Diagramm der Entwicklung der akustischen Kommunikation zwischen verschiedenen Tetrapoden.

Wissenschaftler vermuten, dass sich die akustische Kommunikation höchstwahrscheinlich in jeder Hauptgruppe von Tetrapoden unabhängig entwickelt hat, aber ihr Ursprung war in vielen wichtigen Schätzen (vor etwa 100 bis 200 Millionen Jahren) uralt.

Zum Beispiel entwickelte sich die akustische Kommunikation in der Phylogenie der Ordnung der schwanzlosen Amphibien ( Anura ) sehr früh, fehlt jedoch in der Schwestergruppe für alle anderen lebenden Frösche aus Kladen, die die Familien Ascaphidae (Schwanzfrösche) und Leiopelmatidae (Liopelms) enthalten.

Interessante Tatsache:

Liopelms sind in Neuseeland endemisch und gelten unter Fröschen als langlebig - Männer leben bis zu 37 Jahren und Frauen bis zu 35 Jahren.

Sowohl bei Säugetieren als auch bei Fröschen entstand vor etwa 200 Millionen Jahren eine akustische Kommunikation. Einige Arten haben diese Fähigkeit im Laufe der Evolution verloren, die große Mehrheit hat sie jedoch in unsere Tage gebracht. Eine Ausnahme können Vögel sein, die anscheinend die einzigen sind, die sich während der gesamten Evolutionsperiode nicht von der akustischen Kommunikation getrennt haben.

Es wurde festgestellt, dass die akustische Kommunikation sowohl beim jüngsten Vorfahren lebender Vögel als auch beim ältesten Vorfahren lebender Krokodile vorhanden war. Jeder dieser Vorfahren ist ungefähr 100 Millionen Jahre alt. Es ist davon auszugehen, dass die akustische Verbindung auch bei dem gemeinsamen Vorfahren dieser beiden Schätze, also vor weiteren 250 Millionen Jahren, vorhanden war.

Interessante Tatsache:

Einige Arten von Geckos können die unerwartetsten Geräusche für eine Eidechse erzeugen - Bellen, Klicken, Tweeten usw.

Bei schuppigen ist die akustische Kommunikation selten genug, was möglicherweise auf ein engeres Erscheinungsbild zurückzuführen ist, das sich ausschließlich auf nachtaktive Wesen wie Geckos (Gekkota) bezieht. Relativ neue evolutionäre Veränderungen haben zur Entstehung der akustischen Kommunikation bei einigen phylogenetisch isolierten Arten von Salamandern und Schildkröten geführt.

Um die Nuancen der Studie genauer kennenzulernen, empfehle ich, dass Sie sich den Bericht der Wissenschaftler und weitere Materialien dazu ansehen.

Nachwort

Zusammenfassend lässt sich mit nahezu vollständiger Sicherheit feststellen, dass die Entwicklung der akustischen Kommunikation auf die eine oder andere Weise mit dem nächtlichen Lebensstil zusammenhängt. Dies bestätigt die Theorie des Einflusses der Ökologie (der Umwelt) auf die evolutionären Merkmale der Art. Das Vorhandensein einer akustischen Kommunikation hat jedoch praktisch keinen Einfluss auf die Diversifizierung der Art in großem Zeitmaßstab.

Die Forscher stellten auch fest, dass eine solide Kommunikation vor etwa 100 bis 200 Millionen Jahren auftrat und einige Arten von Tetrapoden diese Fähigkeit während dieser Zeit praktisch unverändert hatten.

Es ist erwähnenswert, dass das Vorhandensein von akustischer Kommunikation für nachtaktive Kreaturen, obwohl dies ein klares Plus ist, keine negativen Auswirkungen auf den Übergang zum täglichen Lebensstil hat. Diese einfache Tatsache wird durch die Tatsache bestätigt, dass viele zuvor nachtaktive Arten, die auf die tägliche Lebensweise umgestellt haben, diese Fähigkeit nicht verloren haben.

Laut dieser Studie kann Klangkommunikation als das stabilste evolutionäre Merkmal bezeichnet werden. Als sich diese Fähigkeit manifestierte, verschwand sie während der Evolution fast nie, was sich nicht auf andere Arten der Signalübertragung wie helle Farbe oder ungewöhnliche Körperform, Gefieder oder Fell beziehen lässt.

Nach Ansicht der Forscher kann ihre Analyse der Beziehung zwischen akustischer Kommunikation und der Umwelt auf andere evolutionäre Merkmale angewendet werden. Bisher wurde angenommen, dass die Umweltauswirkungen auf Signalübertragungsmethoden durch Unterschiede zwischen eng verwandten Arten begrenzt sind. Auf der Grundlage der obigen Arbeit kann jedoch mit Sicherheit festgestellt werden, dass sich die grundlegenden Arten der Signalübertragung auch in Abhängigkeit von Änderungen in der Umgebung des Tieres ändern.




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