研究痕迹演变的声学通信回到3.5亿年前

青蛙，如哺乳动物，起源于夜间动物，但保持了在当天切换到活跃后声学沟通的能力。

在陆地活脊椎动物树上进行声学通信揭示了发声能力越来越多的数百万年，与夜间生活方式相关联，并保持稳定。

想象一下，通过森林徒步旅行或漫步在动物园里，而不是声音填补空气，除了偶尔的蟋蟀。没有鸟类唱歌，没有老虎咆哮，没有猴子喋喋不休，也没有人类的声音。脊椎动物中的声学通信是一种熟悉的经验，似乎不可能想象一个沉默的世界笼罩着。

但是为什么喊叫，吠声，吼叫或moo首先发展？在哪一项追踪陆地脊椎动物的声学通信演变的研究中，亚利桑那大学和卓辰的河南师范大学访问科学家，追溯到中国，追溯了声学通信的演变陆地脊椎动物回到3.5亿年前。

作者组装了一个进化树，有1,800种物种，显示哺乳动物，鸟类，蜥蜴和蛇，乌龟，鳄鱼和两栖动物返回3.5亿年的进化关系。他们从科学文献中获得了关于每个采样物种内的声学通信的缺席和存在的数据，并将其映射到树上。应用统计分析工具，他们测试了声学通信是否在不同的群体中独立出现;是否与夜间活动有关;以及它是否倾向于在谱系中保存。

像这个沼泽的鸟类一样，鸟类依靠声学沟通来放弃领土并吸引伴侣。

在开放式期刊自然通信中发表的研究表明，陆地活脊椎动物或四面体的共同祖先没有能力通过发声沟通 - 换句话说，使用他们的呼吸系统产生声音而不是相反的声音以其他方式制造噪音，例如将手或敲打物体一起拍住。相反，根据本集团，过去100-200万年的哺乳动物，鸟类，青蛙和鳄鱼，哺乳动物，鸟类，青蛙和鳄鱼分别演变的声学通信。该研究还发现，声音通信的起源与夜间生活方式密切相关。

这使得直观的感觉是因为一旦光不再可用于炫耀诸如颜色模式的视觉提示，以旨在恐吓竞争对手或吸引配合，通过声音传输信号变为优势。

从样品中的物种外推，作者估计声学通信存在于超过三分之二的陆地脊椎动物中。虽然一些动物群体容易想到他们的声乐人才 - 思考鸟，青蛙和哺乳动物 - 鳄鱼和几只海龟和陆龟都有能力发声。

有趣的是，研究人员发现，即使在切换到日昼夜（活动日期）的生活方式的谱系中，通过声音通信的能力往往会被保留。

“当你在晚上活跃时，似乎有利于声学通信，但是当你在白天开启活动时没有缺点，”Wiens说。“我们有声学通信的例子被保留在一群青蛙和哺乳动物中，这些哺乳动物已经成为昼夜，即使蛙和哺乳动物都在夜晚开始有数百万年前的夜晚。”

根据Wiens，即使在大多数情况下变为昼夜，鸟类也在使用声学通信。有趣的是，许多鸟在黎明时唱歌，因为每个观察者都可以证明。虽然投机性，但这种“黎明合唱”的行为可能是鸟类夜间血统的残余。

此外，该研究表明，声学通信似乎是一种非常稳定的进化性状。事实上，作者提出了一旦血统已经获得了声音沟通能力的可能性，留住这种能力的趋势可能比其他类型的信令更稳定，例如显着的着色或放大，艳丽的结构。

在另一个意想不到的结果中，研究表明，发声能力似乎并未成为普遍的司机 - 谱系进化到新物种的速度 - 它被认为是。

为了说明这一发现，Wiens指着鸟类和鳄鱼：两个谱系都有声学通信，并回到大约1亿年的沟通，而虽然已知接近10,000种鸟类，但鳄鱼的名单不会过去25次。虽然有大约10,000种已知的蜥蜴和蛇，但大多数人都在没有发出声音的情况下，而不是大约6,000种哺乳动物，其中95％的发声。

“如果你看一下较小的规模，如几百万年，以及像青蛙和鸟类这样的某些群体，声学通信驱动品种的想法就会出现，”Wiens说：“但在这里，我们看起来3500万年的进化声音通信似乎没有解释我们看到的物种普遍性的模式。“

作者指出，他们的发现可能不仅适用于声学通信，而且还适用于由已知物种演变的生态条件驱动的其他进化特征。虽然之前建议生态对信号演变很重要，但它被认为主要适用于密切相关的物种之间的微妙差异。

“在这里，我们认为，这种生态塑造信号演进的想法适用于数亿年多年来并对基本类型的信号类型，例如能够在声学上传播，”Wiens表示。

参考：“荔枝和脊椎动物中声学通信的起源”由卓辰和约翰J. Wiens，17年1月20日，自然传播.DOI：
10.1038 / s41467-020-14356-3