Когда и почему позвоночные научились издавать звуки

Дикая природа полна разнообразных звуков — от пения птиц и кваканья лягушек до львиного рыка и "хохота" гиен. Вокализация помогает животным избегать опасности, привлекать партнёров, взаимодействовать в группе.

Но что стало первопричиной появления акустической коммуникации и как она развивалась?

Ответы даёт новое исследование учёных из США и Китая. Они изучили эволюцию вокализации позвоночных животных, обитающих на суше.

Авторы создали эволюционное древо 1800 видов млекопитающих, птиц, пресмыкающихся и земноводных и отследили их взаимоотношения на протяжении 350 миллионов лет.

Из научной литературы исследователи получили данные об отсутствии или наличии акустической коммуникации у каждого вида и отметили это на созданном древе.

Применяя статистические аналитические инструменты, учёные проверяли, возникла ли акустическая коммуникация независимо в разных группах (и если да, то когда), было ли это связано с ночной активностью и сохранилась ли вокализация в той или иной "родословной".

В результате оказалось, что предки наземных позвоночных не использовали для производства звуков дыхательную систему, то есть не имели возможности общаться посредством вокализации.

Вместо этого выяснилось, что акустическая коммуникация развивалась независимо у разных наземных позвоночных в последние 100-200 миллионов лет (в зависимости от группы).

Кроме того, исследование показало, что происхождение вокализации тесно связано с ночным образом жизни.

Логично, что в отсутствие света животные не могли обмениваться какими-либо визуальными сигналами для запугивания конкурента, привлечения партнёра или других целей. Поэтому акустическая коммуникация подарила позвоночным, ведущим ночной образ жизни, массу преимуществ.

Возможно, акустическая коммуникация является более устойчивой эволюционной чертой, что другие типы сигнализации, такие как окраска.
Фото Global Look Press.

На основании своего анализа авторы также заключили, что акустическая коммуникация присутствует более чем у двух третей наземных позвоночных. И это не только знакомое нам щебетание птиц или кваканье лягушек. Крокодилы и некоторые черепахи тоже обладают "вокальными способностями".

Интересно и то, что многие животные, которые "вышли из сумрака" и сегодня ведут дневной образ жизни, сохранили звуковую коммуникацию.

"В развитии акустической коммуникации есть преимущество, когда вы активны ночью. Но она не становится недостатком при переключении на дневную активность, — рассуждает соавтор работы Джон Винс (John Wiens) из Университета Аризоны. — У нас есть примеры сохранения акустической коммуникации у лягушек и млекопитающих, которые стали активны днём, хотя сотни миллионов лет назад вели ночной образ жизни".

Другой яркий пример — птицы, которые тоже не отказались от вокализации. Причём поют они, как правило, на рассвете, что можно (в общем-то умозрительно) посчитать следствием ночного образа жизни, имевшего место сотни миллионов лет назад, говорят исследователи.

Они также полагают, что акустическая коммуникация является удивительно устойчивой эволюционной чертой — более устойчивой, что другие типы сигнализации, такие как окраска, например.

Кроме того, анализ показал, что способность к вокализации не является движущей силой диверсификации. То есть она не повлияла на скорость появления и развития новых видов позвоночных.

Чтобы проиллюстрировать этот неожиданный вывод, Винс приводит в пример птиц и крокодилов. Обе линии имеют акустическую коммуникацию, а их эволюционная история длится уже сто миллионов лет. Но если птицы насчитывают около десяти тысяч видов, то отряд крокодилов — лишь 25.

Другой пример: учёным известно около десяти тысяч видов ящериц и змей, большинство из которых обходятся без вокализации. Между тем млекопитающие насчитывают около шести тысяч видов, и 95% из них общаются посредством звуков.

"Если вы посмотрите на это в меньшем масштабе, например, на несколько миллионов лет назад и в рамках определённых групп, таких как лягушки и птицы, то идея о том, что акустическая коммуникация приводит к видообразованию, работает. Но мы рассмотрели 350 миллионов лет эволюции, и акустическая связь [в этом случае] не объясняет закономерности видового разнообразия, которое мы видим", — уточнил Джон Винс.

Подробнее об этой работе рассказывается в статье, представленной в журнале Nature Communications.