Mu-mu, woof-woof, quack-quack: evolução da comunicação acústica

No mundo animal, que inclui pessoas, existem muitos métodos para transmitir informações entre si. Pode ser uma dança enérgica, como os pássaros do paraíso, falando sobre a prontidão do macho para a procriação; pode ser de uma cor brilhante, como os sapos das árvores da Amazônia, falando sobre sua toxicidade; pode ser um cheiro de cachorro, marcando os limites do território. Mas o mais comum para os animais mais desenvolvidos é a comunicação acústica, ou seja, o uso de sons. Nós até ensinamos nossos filhos desde o berço a quem e como eles dizem: uma vaca - moo-moo-mu, um cachorro - woof-woof, etc. Para nós, verbal, isto é, comunicação acústica, é um aspecto integrante da socialização. O mesmo pode ser dito de outros representantes da fauna. Cientistas da Universidade Hainan (China) decidiram olhar para o passado para entender a evolução da comunicação acústica. Quão difundida é a comunicação acústica entre os animais quando se originou e por que se tornou o método dominante de transmissão de informações? Aprendemos sobre isso com o relatório dos pesquisadores. Vamos lá

Base de estudo

Nesta fase do desenvolvimento evolutivo, muitos representantes da fauna introduziram completamente sinais acústicos em seu ritmo de vida. Os sons emitidos pelos animais são usados ​​para atrair um parceiro (canto dos pássaros, sapos coaxantes etc.), para detectar ou desorientar o inimigo (um grito de um gaio informando o predador que ele foi detectado e a emboscada não funciona, por isso é melhor recuar), transmitir informações sobre a disponibilidade de alimentos (galinhas, encontrar comida, emitir um som característico para atrair a atenção de seus filhotes), etc.

Fato interessante:

O toque masculino de um sino ( Procnias albus) emite um grito de acasalamento de 125 dB (motor a jato - 120-140 dB), sendo o pássaro mais barulhento do planeta.

O estudo dos sinais acústicos e sua evolução é realizado há muito tempo. Os dados obtidos durante esses trabalhos contribuem para uma melhor compreensão de como as pessoas usam sons e, portanto, como diferentes idiomas foram formados em diferentes regiões do planeta. No entanto, tais estudos não afetaram a própria origem da comunicação acústica como um fenômeno. Uma das perguntas fundamentais que ninguém respondeu até agora é: por que surgiu a comunicação acústica?

Há muitas perguntas que precisam de respostas. Primeiramente, que fatores ambientais influenciaram o surgimento e a formação desse tipo de transferência de informações? Em segundo lugar, a comunicação acústica estava relacionada à especiação, ou seja, Ajuda a espalhar as espécies e a impedir sua extinção? Terceiro, a presença da comunicação acústica evolutivamente estável após seu desenvolvimento? E, finalmente, a conexão acústica se desenvolveu em diferentes grupos de animais em paralelo, ou tem um ancestral comum para todas as criaturas?

As respostas a essas perguntas, de acordo com os próprios cientistas, são importantes não apenas para entender a conexão acústica como tal, mas também para entender a evolução e as mudanças comportamentais nos animais. Por exemplo, existe uma teoria de que o habitat afeta fortemente a seleção e a comunicação sexual em algumas espécies animais. É difícil dizer se essa teoria é aplicável à geração de sinais, mas é bastante real. Os cientistas também lembram que Darwin também disse que são os sinais sonoros que desempenham um papel importante na formação de pares em algumas espécies. Consequentemente, os sinais acústicos afetam a especiação.

Neste trabalho, os pesquisadores decidiram considerar a evolução dos sinais sonoros nos tetrápodes, utilizando a abordagem filogenética (identificando a relação entre diferentes espécies). A ênfase principal é colocada na origem da comunicação acústica, e não em sua forma ou funções. O estudo utilizou dados de 1799 espécies diferentes, também levou em consideração o fator de comportamento diário (espécies com atividade diurna e noturna). Além disso, foi realizado um estudo sobre a relação entre a comunicação acústica e o grau de diversificação das espécies, ou seja, sua prevalência através de um modelo de especiação-extinção. O conservadorismo filogenético também foi testado na presença de uma conexão acústica entre as espécies.

Resultados da pesquisa

Entre os tetrápodes, a maioria dos anfíbios, mamíferos, pássaros e crocodilos tem comunicação acústica, enquanto a maioria dos escamosos e tartarugas não. Nas fileiras de anfíbios, esse tipo de transferência de informações está ausente nos cecilianos ( caecilianos ), mas em algumas espécies de salamandras e na maioria dos sapos (em 39 das 41 espécies consideradas). Além disso, a comunicação acústica está ausente em cobras e em todas as famílias de lagartos, exceto por dois - Gekkonidae (lagartixa), Phyllodactylidae . Na ordem das tartarugas, apenas 2 em cada 14 famílias têm comunicação acústica. Espera-se que entre as 173 espécies de aves consideradas, a comunicação acústica tenha sido total. 120 de 125 famílias de mamíferos também demonstraram esse recurso.

Fato interessante:

As salamandras têm uma incrível regeneração e são capazes de regenerar não apenas a cauda, ​​mas também a pata; as salamandras, ao contrário de muitos de seus parentes, não põem ovos, mas são vivíparas; uma das maiores salamandras - gigantesca japonesa - pesa 35 kg.

Resumindo esses dados, podemos dizer que a transmissão acústica de informações está presente em 69% dos representantes dos tetrápodes.


Tabela 1: porcentagem de proprietários de transferência de informação acústica entre as espécies quadrúpedes em consideração.

Tendo estabelecido a distribuição aproximada da comunicação acústica entre as espécies, foi necessário entender a relação entre essa habilidade e o comportamento animal (noite ou dia).

Entre os vários modelos que descrevem essa relação para cada espécie, foi selecionado um modelo adequado para a descrição média da relação entre acústica e comportamento para todas as espécies. Este modelo (tabela 2) mostra todos os prós e contras possíveis de uma habilidade semelhante para ambos os comportamentos dos animais.


Tabela 2: Análise da relação entre comunicação acústica e comportamento animal (dia / noite).

Foi estabelecida uma clara dependência da comunicação acústica do comportamento, bem como uma interdependência equilibrada. No entanto, curiosamente, nenhuma relação inversa foi encontrada - comportamento no acoplamento acústico.

A análise filogenética mostrou uma estreita conjugação de acústica e vida noturna (tabela No. 3).


Tabela 3: Análise filogenética da relação entre comunicação acústica e estilo de vida dia / noite.

Uma análise dos dados também mostrou que a presença de acoplamento acústico não afetou a taxa de diversificação na filogenia dos tetrápodes. Assim, os indicadores médios de diversificação (especiação - extinção; r = 0,08 eventos por milhão de anos) foram os mesmos para linhas de espécies com acoplamento acústico e para linhas sem essa habilidade. Portanto, pode-se supor que a presença / ausência de comunicação acústica praticamente não teve efeito na prevalência de uma determinada espécie ou em eventos associados à sua formação ou extinção.


Imagem nº 1: um gráfico da evolução da comunicação acústica entre vários tetrápodes.

Os cientistas sugerem que a comunicação acústica provavelmente se desenvolveu independentemente em cada grupo principal de tetrápodes, mas sua origem era antiga em muitos grandes tesouros (~ 100-200 milhões de anos atrás).

Por exemplo, a comunicação acústica se desenvolveu muito cedo na filogenia da ordem dos anfíbios sem cauda ( Anura ), mas está completamente ausente no grupo irmão para todos os outros sapos vivos de clades que contêm as famílias Ascaphidae (Leius) e Leiopelmatidae (liopelms).

Fato interessante:

Os Liopelms são endêmicos da Nova Zelândia e são considerados fígados longos entre os sapos - os machos vivem até 37 anos e as fêmeas, até 35 anos.

Nos mamíferos, como nos sapos, a comunicação acústica surgiu cerca de 200 milhões de anos atrás. Algumas espécies perderam essa habilidade durante a evolução, no entanto, a grande maioria a trouxe até nossos dias. Uma exceção pode ser considerada pássaros, que, aparentemente, são os únicos que não se separaram da comunicação acústica durante todo o período de evolução.

Verificou-se que a comunicação acústica estava presente tanto no ancestral mais recente dos pássaros vivos quanto no ancestral mais antigo dos crocodilos vivos. Cada um desses ancestrais tem cerca de 100 milhões de anos. Pode-se supor que a conexão acústica também estivesse presente no ancestral comum desses dois tesouros, ou seja, outros 250 milhões de anos atrás.

Fato interessante:

algumas espécies de lagartixas podem emitir sons inesperados para um lagarto - latir, clicar, twittar etc.

Nos escamosos, a comunicação acústica é bastante rara, o que pode ser devido a uma aparência mais restrita, exclusivamente em criaturas com um estilo de vida noturno, como o gecko-like (Gekkota). Mudanças evolutivas relativamente recentes levaram ao surgimento da comunicação acústica em algumas espécies filogeneticamente isoladas de salamandras e tartarugas.

Para um conhecimento mais detalhado das nuances do estudo, recomendo que você analise o relatório dos cientistas e materiais adicionais .

Epílogo

Resumindo todos os resultados acima, é possível afirmar com quase total certeza que o desenvolvimento da comunicação acústica está de uma maneira ou de outra relacionada ao estilo de vida noturno. Isso confirma a teoria da influência da ecologia (o meio ambiente) nas características evolutivas das espécies. No entanto, a presença de comunicação acústica praticamente não afeta a diversificação das espécies em larga escala de tempo.

Os pesquisadores também descobriram que a comunicação sonora apareceu cerca de 100 a 200 milhões de anos atrás, e algumas espécies de tetrápodes carregaram essa habilidade ao longo desse tempo praticamente sem alterações.

Vale ressaltar que a presença de comunicação acústica para criaturas noturnas, embora seja uma vantagem clara, não afeta negativamente a transição para um estilo de vida diurno. Este simples fato é confirmado pelo fato de que muitas espécies anteriormente noturnas, tendo mudado para o modo de vida diário, não perderam essa capacidade.

A comunicação sonora de acordo com este estudo pode ser chamada de característica evolutiva mais estável. Quando essa habilidade se manifestou, quase nunca desapareceu durante a evolução, o que não pode ser dito sobre outros tipos de transmissão de sinal, como cores vivas ou formas corporais incomuns, plumagem ou pelagem.

Segundo os pesquisadores, sua análise da relação entre comunicação acústica e meio ambiente pode ser aplicada a outros traços evolutivos. Anteriormente, acreditava-se que o impacto ambiental nos métodos de transmissão de sinal é limitado por diferenças entre espécies intimamente relacionadas. No entanto, com base no trabalho acima, pode-se afirmar com segurança que os tipos fundamentais de transmissão de sinal também mudam de acordo com as mudanças no ambiente do animal.




Obrigado pela atenção, fique curioso e tenha um ótimo final de semana a todos, pessoal! :)

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