Az állatkommunikáció az egyik alapja a fajok fenntartásának az életkor során. Ezzel a fenntartási céllal az evolúció különféle főszereplői különböző mechanizmusok felkutatásán dolgoztak, amelyek lehetővé teszik a lehető legjobb megértést és megértést. Ezen evolúciós mechanizmusokra mutat be példát a madarak dala .
A dalt összetettsége, hossza és kontextusa különbözteti meg a kiáltástól. Ez utóbbit a csábítás és a párkeresés folyamatainak tulajdonítják, miközben a sikítás általában olyan funkciókat szolgál, mint a riasztás vagy az újraegyesítés jelzései. A madárdal fő feladata a társ vonzása, a fajok közötti elismerés és a terület védelme.
Charles A. Witchell, brit természettudós, az elsők között érdeklődött a madarak dalának alakulása iránt. A különböző madarak dalainak megfigyelésével és elemzésével töltött hosszú órák eredménye, amelyet 1896-ban írt első könyvéről ebben a témában A madárdal evolúciója címmel . Charles A. Witchell szerint a dal evolúciója többféle hatáshoz kapcsolódik: a tenyészidőszakhoz, a harcok és az öröklődés hatásához a dal örökítése során.
Ezt követően sok tudós érdeklődött a madarak dalának evolúciós mechanizmusai iránt.
A syrinx a madarak énekéért felelős szerv. A légcső alján található, és két üreggel rendelkezik. Egyidejűleg használva ez a két üreg lehetővé teszi a hangok bonyolult rezgésekkel történő előállítását. A dal vezérlése a központi idegrendszeren keresztül történik, főleg a telencephalon szintjén helyezkedik el, és a dal tanulásának, észlelésének és előállításának vezérléséhez kapcsolódik. Ezt a viselkedést különféle külső tényezők (hormonális, fotoperiódusos és társas interakciók) modulálják.
A dal hangok egymásutánjából áll, amelyeket néma hangok tarkítanak. A dal legalapvetőbb egysége a hang . A következő egység a szótag , amely több, egymással csoportosított hangból áll. Két vagy több szótag csoportosítva alkot egy mondatot . A mondat tehát azonos szótagok sorozata lehet, vagy éppen ellenkezőleg, különböző szótagokat tartalmazhat.
A csaj dala az első tíz hónapban fokozatosan fejlődik (a fajtól függően kisebb-nagyobb eltérésekkel) a szenzomotoros fázisban a twitter érett, felnőtt kifejlett dalra, amely a faj érett egyedei számára jellemző. Ez a kulcsfontosságú szakasz a madár nyelvének integrálásában lehetővé teszi többek között az ének és a tanuláshoz szükséges hang- és légzőizmok koordinációjának ellenőrzését. Három szakaszból áll:
Számos kísérlet megmutatta annak fontosságát, hogy a csibék képesek legyenek meghallani egymást ebben a fázisban a normális dal elérése érdekében. Thorpe és Marler ötvenes évek végi kísérletei azt mutatják, hogy az egyén megfosztva ettől a szenzomotoros fázistól, amelynek során a fiatal madár gyakorolja az alvást, ugyanakkor meghallgatja önmagát, látja elfogult dalának fejlődését, és a szokatlan hangzás és egyszerűbb, mint rokonai. Így a hangszigetelt dobozban kinőtt csajok rendellenes dalokat produkálnak. Ugyanígy a csajokkal, akik a szenzomotoros fázisban gyakorolták a hangosításukat, és akiket aztán megsüketítettek.
Ezenkívül más kísérletek kimutatták, hogy léteznek egy adott földrajzi területre korlátozott nyelvjárások. A természetben a fiatal madarak eredeti fészkükről a másikra költöztek, és gondozóikhoz hasonló, az eredeti szülőktől eltérő dalokat fognak reprodukálni, bár ugyanahhoz a fajhoz tartoznak.
Molekuláris módosításNem minden madár képes énekelni. A 23 madárrendből csak három rend tanul meg énekelni: verebek, légymadarak és papagájok. Ez a tanulás lehetővé teszi egy speciális fehérje expresszióját a madár agyában: a FoxP2 fehérjét.
A FoxP2, a transzkripciós faktorok családjának fehérje, erősen expresszálódik a striatumban (a bazális ganglionok régiója), az emberi agyban és a rágcsálókban. A madarak dalának tanulása egy adott ideghálózaton keresztül megy végbe, amely ugyanabban a régióban található. Ugyanez a fehérje található ott, 98% -ban megegyezik az emberével. Pontosabban az Aire X nevű magban, amely elengedhetetlen a vokális tanuláshoz, és csak az azt gyakorló madarak rendelkeznek, a FoxP2 kifejeződése idővel változik.
Először a csajok kifejeződésének változását figyeljük meg. A madarak nyelvét meghatározott időtartam alatt tanulják meg a halló és motoros központok közötti interakciók révén, amelyek speciális agyi struktúrákat igényelnek. Szenzomotoros fázisról beszélünk. A vokális tanulási időszakban, amikor a csaj aktívan megtanulja a hangok utánzását, a zebra pinty hímeknél (a kikelés után 35-50 nappal) a foxP2 expressziója az X területen nagyobb, mint a környező szövetekben. Amikor aztán kikristályosítják dalukat (az utolsó dal rögzítése), és felnőtté válnak, a FoxP2 kifejeződése az X területen már nem különbözik a striatum többi részétől.
A FoxP2-nek tehát az agyi struktúrában csak a vokális tanulással járó expressziós mintája van, a X. terület. Azok a madarak agyának többi részében, akik megtanulnak énekelni vagy sem, a FoxP2 expressziója túlsúlyban van az áramkörökben: szenzoros és szenzoros-motoros. Arra a következtetésre jutottak, hogy a FoxP2 fontos lehet a neurális áramkörök kialakításában és fenntartásában, ideértve azokat is, amelyek elengedhetetlenek a vokális tanuláshoz, és ezért az éneklés evolúciója az egyénben.
A madárdal akusztikai jellemzői, például énekének spektruma és időbeli szerkezete az élőhelyek között a környezeti nyomás miatt változóak. A dal variációi oka lehet az erdő szerkezetének különbségei (a természetes élőhelyek egyéb példái mellett), a más madarakkal való akusztikai verseny vagy a háttérzaj.
Két tényezőt különböztethetünk meg, amelyek modulálják a madárdal gyakoriságát és összetettségét: a környezeti zajt és a hang terjedését.
1 st faktor: a környezeti zajA környezeti zajt maga három fő tényező okozza:
Az akusztikusan kommunikáló állatok versenyeznek a hangtér elfoglaltságában. A többi állatfaj felelős a környezeti kakofóniáért, amely bizonyos gyakorisággal kondicionálja a madarak énekét. Például a trópusi erdőkben a rovarok, amelyek nagy frekvencián hangos hangot adnak ki, a madarakat alacsony frekvenciákon énekelni kényszerítik a szabad hangtér elfoglalása érdekében.
A legújabb tanulmányok azt is kimutatták, hogy a környezet ember általi megváltoztatása megváltoztathatja a madárdalokat. Például a városi területeken az alacsony frekvenciájú forgalmi zaj miatt a madarak megnövelik minimális énekfrekvenciájukat. Ez az antropogén divergencia szignáleltolódásokhoz vezethet a természetes környezetben élő és az antropizált környezetben élők között, ezáltal módosítva a kölcsönhatásokat és a férfiak területeinek megszerzését, és esetleg áramlási zavarokat okozva az élőhelyek közötti génekben.
Szél, hullámok vagy akár csapadék is valószínűleg elfoglalja a hangteret, és ennek megfelelően kényszeríti a madarat.
2 d tényező: hang terjedéseA dal evolúciójának vizsgálata megmutatja az élőhelyszerkezet (általában a növénytakaró) hatását a dal akusztikai jellemzőire.
Az evolúció által kiválasztott madarak azok, amelyek hajlamosak javítani az átvitelt és minimalizálni a dal degradációját (visszhangok, refrakció az akadályokon keresztül stb.) Az űrben.
A madárdal számára a degradáció a sűrű lombozatú élőhelyeken a legnagyobb, de a túlzott degradáció csökkentheti az információk átadását a küldő és a fogadó között.
Természetes élőhelyeken a légköri felszívódás és a növényzet szerkezete miatt a csillapítás mindig magasabb, mint várható volt. Például a meleg, száraz levegő javítja a hangátvitelt, míg a sűrű lombozat növeli a csillapítást.
Azoknak a daloknak, amelyek maximalizálják a jelek hatékony kommunikációját a befogadó egyénekkel, növelniük kell az énekes alkalmasságát. Valójában egy terület reprodukciója vagy védelme során fontos, hogy a dal maximálisan továbbítsa a zenét.
Az akusztikai adaptációs hipotézis azt jósolja, hogy az alacsony frekvenciájú dalok várhatóan elterjedtek a komplex növényi szerkezetű élőhelyeken. Míg a magas frekvenciájú énekeknek el kell fordulniuk a lágyszárú típusú borítású környezetben.
Az akusztikus környezet ezért erőteljesen befolyásolja a madarak dalának fejlődését is. Ez a természetes szelekció nagyon fontos szerepet játszik a jelátvitel evolúciójában, mind interspecifikus, mind intra-specifikus skálán. Ez utóbbi annál inkább jelen lenne abban az esetben, ha a helyileg alkalmazkodó populáció különböző egyénei különböző dalokat fogadnak el és különböző morfológiával e hangok előállításához. Valójában bebizonyosodott, hogy az éneklés gyakorisága közvetlenül összefügg a madarak testméretével.
Az éneklés emellett a madarakat is könnyebben kiszúrja, és ezért sebezhetőbbé teszi az opportunista ragadozók esetleges támadásait. Ezért egyensúlyt kell találni az akusztikus tér elfoglalása és a ragadozásnak való kitettség között.
A szexuális szelekció fogalma összekapcsolódik a természetes szelekcióval és a szaporodást teszi az egyik kulcsfontosságú tényezővé. A szaporodáshoz mindenképpen életben kell maradni (természetes szelekció), de örömet szerezni (szexuális szelekció) is. Szerint a Darwin , szexuális szelekció függ az előnye, hogy egyes egyének felett mások az azonos nemű és azonos fajú, csak a reprodukciós.
Más szavakkal, a szexuális szelekció olyan tulajdonságok kiválasztása, amelyek növelik a szexuális siker esélyét, elsősorban a férfiak. A madárdal tipikus szexuális tulajdonság, amely legalább részben az egészség és az erélyesség tükrében alakult ki.
A hímek dalának fő feladata a társ bevonzása és a terület védelme más hímekkel szemben. A hímek nagyon kidolgozott dalt készítenek, amely Charles Darwin szerint a nőstények nyomásának eredménye. A szexuális szelekció két kulcsmechanizmusa a párválasztás (ok) és a férfi-férfi verseny, így a dal egyéni variációi befolyásolhatják a reprodukciós sikert.
Dal tartalmaA repertoár méreténél nagyobb tartalom fontos a szexuális szelekcióban.
Egyes fajokban a hím siker csökkenése csak egy szótagtípus jelenlétéhez kapcsolódik a dalban. Az új szótagok megszerzése tehát lehetővé teszi a reprodukciós siker növelését. Például a Canaria Canaries Serinus nőstények különösen érzékenyek a gyors, nagy sávszélességű trillákra. A nagy könyvtárak ezért vonzóbbak lennének. Ennek oka a vonzó szótagok nagyobb valószínűsége. A hím, aki aztán vonzóbb a nőstény számára, radikálisan növeli reproduktív értékét, ezért kiválasztják. Fisher szerint a férfi repertoár és a női válasz együtt fejlődött az interszexuális szelekció révén.
A nyelvjárásnak is fontos szerepe van. Számos madárfaj rendelkezik helyi dialektussal, és egyes fajokban a nőstények elsősorban párosodnak olyan hímekkel, akik a helyi nyelvjárást éneklik.
Mivel a fajon belüli gyakorisági különbségek a testméretből adódnak, a nőstények ezeket a dalbeli különbségeket felhasználhatják a hím méret jelzésére.
Az éneklés idejeMás tényezők, mint például a napszak vagy az évszak, amelyben a madár énekelni dönt, szintén a minőségre utaló nyomok.
Mivel a dal drága (például csökkenteni kell az etetéssel vagy az erőforrások keresésével töltött időt), a jó minőségű hímeknek ezért képesnek kell lenniük arra, hogy rossz időben énekeljenek. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a nőstények előnyben részesítik azokat a hímeket, akik kedvezőtlen időjárási körülmények között énekelnek. Ez a jó egészség őszinte jelzése is lenne.
A dal minőségeA nőstények inkább az erőteljesebb hímekkel párosodnak, és a daluk jobb minőségű, mivel ez a tulajdonság összefüggésben lenne a parazitákkal szembeni ellenálló képességgel.
Spermium versenyA szexuális szelekció néha a párzás után is megtörténhet.
A kanári, a Serinus canaria kísérletei azt mutatták, hogy a nőstények a bélmozgásuk során kivethetik egykori partnerük spermáját, és hogy ez az elutasítás gyakoribb, ha jó minőségű férfi dalokat hallanak.
Férfi-férfi versenyA dalok gyakorisági különbségeit a hímek a férfi-férfi versenyek becsületes magassági mutatójaként is használják.