Mu-mu, woof-woof, quack-quack: évolution de la communication acoustique

Dans le monde animal, qui comprend des personnes, il existe de nombreuses méthodes pour se transmettre des informations. Ce peut être une danse énergique, comme les oiseaux de paradis, parlant de la volonté du mâle à procréer; il peut être d'une couleur vive, comme les grenouilles arboricoles de l'Amazonie, parlant de leur toxicité; cela peut être une odeur de chien, marquant les limites du territoire. Mais le plus courant pour les animaux les plus développés est la communication acoustique, c'est-à-dire l'utilisation des sons. Nous enseignons même à nos enfants du berceau qui et comment ils disent: une vache - moo-moo-mu, un chien - woof-woof, etc. Pour nous, la communication verbale, c'est-à-dire la communication acoustique, fait partie intégrante de la socialisation. On peut en dire autant des autres représentants de la faune. Des scientifiques de l'Université de Hainan (Chine) ont décidé de se pencher sur le passé pour comprendre l'évolution de la communication acoustique. Dans quelle mesure la communication acoustique est-elle répandue chez les animaux à son origine et pourquoi est-elle devenue la méthode dominante de transmission des informations? Nous en apprenons à partir du rapport des chercheurs. Allons-y.

Base d'étude

À ce stade de développement évolutif, de nombreux représentants de la faune ont complètement introduit des signaux acoustiques dans leur rythme de vie. Les sons émis par les animaux sont utilisés pour attirer un partenaire (chant des oiseaux, crapauds coassant, etc.), pour détecter ou désorienter l'ennemi (un cri d'un geai informant le prédateur qu'il a été détecté et l'embuscade ne fonctionnera pas, il est donc préférable de battre en retraite), transmettre des informations sur la disponibilité de la nourriture (poules, trouver de la nourriture, émettre un son caractéristique pour attirer l'attention de leur progéniture), etc.

Fait intéressant:

La sonnerie masculine à une cloche ( Procnias albus) émet un cri d'accouplement de 125 dB (turboréacteur - 120-140 dB), tout en étant l'oiseau le plus bruyant de la planète.

L'étude des signaux acoustiques et de leur évolution est menée depuis longtemps. Les données obtenues au cours de ces travaux contribuent à une meilleure compréhension de la façon dont les gens utilisent les sons et, par conséquent, de la façon dont différentes langues se sont formées dans différentes régions de la planète. Cependant, de telles études n'ont pas affecté l'origine même de la communication acoustique en tant que phénomène. Jusqu'à présent, l'une des questions fondamentales auxquelles personne n'a répondu est la suivante: pourquoi la communication acoustique est-elle apparue?

Il y a de nombreuses questions qui nécessitent des réponses. Premièrement, quels facteurs environnementaux ont influencé l'émergence et la formation de ce type de transfert d'informations? Deuxièmement, la communication acoustique était-elle liée à la spéciation, c'est-à-dire Aide-t-il à propager l'espèce et à empêcher son extinction? Troisièmement, la présence de la communication acoustique est-elle évolutivement stable après son développement? Et enfin, la connexion acoustique s'est-elle développée dans différents groupes d'animaux en parallèle, ou a-t-elle un ancêtre commun à toutes les créatures?

Les réponses à ces questions, selon les scientifiques eux-mêmes, sont importantes non seulement pour comprendre la connexion acoustique en tant que telle, mais aussi pour comprendre l'évolution et les changements de comportement chez les animaux. Par exemple, il existe une théorie selon laquelle l'habitat affecte fortement la sélection sexuelle et la communication chez certaines espèces animales. Il est difficile de dire si cette théorie est applicable à la génération de signaux, mais elle est bien réelle. Les scientifiques rappellent également que Darwin a également déclaré que ce sont des signaux sonores qui jouent un rôle important dans la formation de paires chez certaines espèces. Par conséquent, les signaux acoustiques affectent la spéciation.

Dans ce travail, les chercheurs ont décidé de considérer l'évolution des signaux sonores chez les tétrapodes, en utilisant l'approche phylogénétique (identifiant la relation entre les différentes espèces). L'accent principal est mis sur l'origine de la communication acoustique, et non sur sa forme ou ses fonctions. L'étude a utilisé des données de 1799 espèces différentes, a également pris en compte le facteur de comportement quotidien (espèces avec une activité de jour et de nuit). De plus, une étude a été menée sur la relation entre la communication acoustique et le degré de diversification des espèces, c'est-à-dire leur prévalence grâce à un modèle de spéciation-extinction. Le conservatisme phylogénétique a également été testé en présence d'une connexion acoustique entre les espèces.

Résultats de recherche

Parmi les tétrapodes, la plupart des amphibiens, mammifères, oiseaux et crocodiles ont une communication acoustique, contrairement à la plupart des écailleuses et des tortues. Dans les rangs des amphibiens, ce type de transfert d'informations est absent chez les céciliens (céciliens), mais chez certaines espèces de salamandres et chez la plupart des grenouilles (dans 39 des 41 espèces considérées). En outre, la communication acoustique est absente chez les serpents et dans toutes les familles de lézards, à l'exception de deux - Gekkonidae (gecko), Phyllodactylidae . Dans l'ordre des tortues, seules 2 familles sur 14 ont une communication acoustique. Il est prévu que parmi les 173 espèces d'oiseaux considérées, la communication acoustique était en tout. 120 des 125 familles de mammifères ont également démontré cette caractéristique.

Fait intéressant:

Les salamandres ont une régénération incroyable et sont capables de repousser non seulement la queue, mais aussi la patte; les salamandres, contrairement à beaucoup de leurs parents, ne pondent pas, mais sont vivipares; l'une des plus grandes salamandres - gigantesque japonaise - pèse 35 kg.

En résumant ces données, nous pouvons dire que la transmission acoustique de l'information est présente chez 69% des représentants des tétrapodes.


Tableau n ° 1: pourcentage de propriétaires de transferts d'informations acoustiques parmi les espèces à quatre pattes considérées.

Ayant établi la distribution approximative de la communication acoustique entre les espèces, il était nécessaire de comprendre la relation entre cette compétence et le comportement animal (de nuit ou de jour).

Parmi plusieurs modèles décrivant cette relation pour chaque espèce, un modèle a été sélectionné qui convient à la description moyenne de la relation acoustique et comportementale pour toutes les espèces. Ce modèle (tableau n ° 2) montre tous les avantages et inconvénients possibles d'une compétence similaire pour les deux comportements animaux.


Tableau 2: Analyse de la relation entre la communication acoustique et le comportement animal (jour / nuit).

Une dépendance claire de la communication acoustique sur le comportement a été établie, ainsi qu'une interdépendance équilibrée. Cependant, curieusement, aucune relation inverse n'a été trouvée - comportement sur le couplage acoustique.

L'analyse phylogénétique a montré une conjugaison étroite de l'acoustique et de la vie nocturne (tableau n ° 3).


Tableau 3: Analyse phylogénétique de la relation entre la communication acoustique et le mode de vie jour / nuit.

Une analyse des données a également montré que la présence de couplage acoustique n'affectait pas le taux de diversification de la phylogénie des tétrapodes. Ainsi, les indicateurs moyens de diversification (spéciation - extinction; r = 0,08 événement par million d'années) étaient les mêmes pour les lignées d'espèces à couplage acoustique et pour les lignées sans cette compétence. Par conséquent, on peut supposer que la présence / absence de communication acoustique n'a pratiquement pas eu d'effet sur la prévalence d'une espèce particulière ou sur les événements associés à sa formation ou à son extinction.


Image n ° 1: un graphique de l'évolution de la communication acoustique entre divers tétrapodes.

Les scientifiques suggèrent que la communication acoustique s'est probablement développée indépendamment dans chaque grand groupe de tétrapodes, mais son origine était ancienne dans de nombreux trésors majeurs (il y a environ 100-200 millions d'années).

Par exemple, la communication acoustique s'est développée assez tôt dans la phylogénie de l'ordre des amphibiens sans queue ( Anura ), mais est complètement absente dans le groupe soeur pour toutes les autres grenouilles vivantes des clades contenant les familles Ascaphidae (grenouilles à queue) et Leiopelmatidae (liopelms).

Fait intéressant:

Les Liopelms sont endémiques à la Nouvelle-Zélande et sont considérés comme des foies longs chez les grenouilles - les mâles vivent jusqu'à 37 ans et les femelles jusqu'à 35 ans.

Chez les mammifères, comme chez les grenouilles, la communication acoustique est apparue il y a environ 200 millions d'années. Certaines espèces ont perdu cette compétence au cours de l'évolution, cependant, la grande majorité l'a apportée à nos jours. Une exception peut être considérée comme des oiseaux, qui, apparemment, sont les seuls à ne pas se séparer de la communication acoustique pendant toute la période d'évolution.

Il a été constaté que la communication acoustique était présente à la fois chez l'ancêtre le plus récent des oiseaux vivants et chez l'ancêtre le plus ancien des crocodiles vivants. Chacun de ces ancêtres a environ 100 millions d'années. On peut supposer que la connexion acoustique était également présente chez l'ancêtre commun de ces deux trésors, c'est-à-dire il y a encore 250 millions d'années.

Fait intéressant:

certaines espèces de geckos peuvent émettre les sons les plus inattendus pour un lézard - aboiements, clics, tweets, etc.

Dans les écailleuses, la communication acoustique est assez rare, ce qui peut être dû à une apparence plus étroitement dirigée exclusivement chez les créatures ayant un mode de vie nocturne, comme le gecko (Gekkota). Des changements évolutifs relativement récents ont conduit à l'émergence d'une communication acoustique chez certaines espèces de salamandres et de tortues isolées phylogénétiquement.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques et les documents supplémentaires qui s'y rapportent.

Épilogue

En résumant tous les résultats ci-dessus, il est possible d'affirmer avec une certitude presque totale que le développement de la communication acoustique est lié d'une manière ou d'une autre au mode de vie nocturne. Cela confirme la théorie de l'influence de l'écologie (l'environnement) sur les caractéristiques évolutives de l'espèce. Cependant, la présence de communication acoustique n'a pratiquement aucun effet sur la diversification de l'espèce à grande échelle temporelle.

Les chercheurs ont également découvert que la communication sonore est apparue il y a environ 100-200 millions d'années, et certaines espèces de tétrapodes ont porté cette capacité tout au long de cette période sans pratiquement aucun changement.

Il convient de noter que la présence de communication acoustique pour les créatures nocturnes, bien que ce soit un plus clair, n'a pas d'effet négatif sur la transition vers un mode de vie diurne. Ce simple fait est confirmé par le fait que de nombreuses espèces auparavant nocturnes, ayant adopté le mode de vie quotidien, n'ont pas perdu cette capacité.

Une communication saine selon cette étude peut être appelée le trait évolutif le plus stable. Lorsque cette capacité s'est manifestée, elle n'a presque jamais disparu au cours de l'évolution, ce qui ne peut pas être dit d'autres types de transmission de signaux, tels que la couleur vive ou la forme inhabituelle du corps, le plumage ou le pelage.

Selon les chercheurs, leur analyse de la relation entre la communication acoustique et l'environnement peut être appliquée à d'autres traits évolutifs. On pensait auparavant que l'impact environnemental sur les méthodes de transmission du signal est limité par les différences entre les espèces étroitement apparentées. Cependant, sur la base des travaux ci-dessus, on peut affirmer avec certitude que les types fondamentaux de transmission de signaux changent également en fonction des changements dans l'environnement de l'animal.




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