Προσομοίωση κλήσεων μελλοντικών τεχνολογιών σπίνων

Οι σπίνοι που αποκαλούν τα νησιά Γκαλαπάγκος του Ισημερινού είναι βιολογικοί ροκ σταρ, καθώς παρείχαν ένα βασικό στοιχείο για τη θεωρία της εξέλιξης του Κάρολου Δαρβίνου. Ένας λόγος για αυτό είναι το πώς αναδύονται νέα είδη σπίνων ως απάντηση στην οικολογική αλλαγή αρκετά γρήγορα, που ονομάζεται θεωρία του οικολογική ειδογένεια.

Τώρα, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια βασική σύνδεση μεταξύ της οικολογίας και της ειδογένειας χρησιμοποιώντας ένα από τα χαρακτηριστικά υπογραφής τους – τα τραγούδια. Μια μεγάλη οικολογική αλλαγή όπως η ξηρασία μπορεί να αλλάξει τα τραγούδια τους τόσο πολύ που οι άλλοι σπίνοι δεν θα ανταποκριθούν. Τα ευρήματα περιγράφονται στο α μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 10 Οκτωβρίου στο περιοδικό Επιστήμη.

Πρωτύτερα μελέτες σε σπίνους διαπίστωσε ότι το ράμφος τους προσαρμόζεται στις αλλαγές στο οικολογικό τους περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας οικοτόπων και της ξηρασίας. Καθώς το ράμφος τους αλλάζει, επηρεάζεται και ο τρόπος που τραγουδούν. Αυτές οι αλλαγές που προκαλούνται από το ράμφος στα τραγούδια τους μπορούν να επηρεάσουν τον τρόπο με τον οποίο τα είδη αναγνωρίζουν το ένα το άλλο και οδηγούν τον χωρισμό τους, σύμφωνα με τη μελέτη.

[Related: Thanks to a matriarchal gene, this bird can trick others into caring for its eggs.]

Δεδομένου ότι οι σπίνοι του Δαρβίνου χρησιμοποιούν τραγούδια για να προσελκύσουν συντρόφους, οι αλλαγές τραγουδιών που σχετίζονται με την εξέλιξη του ράμφους θα μπορούσε να είναι καταλύτης πίσω από την οικολογική ειδογένεση. Ωστόσο, η ειδογένεση είναι μια ιστορική διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό καθιστά λίγο δύσκολο να τεκμηριωθεί πραγματικά.

Για να δοκιμάσετε και να παρακολουθήσετε την ειδογένεια σε δράση, μια ομάδα επιστημόνων επινόησε μια πειραματική μελέτη που χρησιμοποίησε προσομοιώσεις υπολογιστή και ορισμένα δεδομένα πεδίου για τα πουλιά που ελήφθησαν εδώ και αρκετές δεκαετίες. Προηγούμενες μελέτες έδειξε ότι τα ράμφη των σπίνων μπορούν είτε εξελίσσονται δυναμικά για να συνθλίψουν σκληρούς σπόρους είτε μπορούν να παραμείνουν πιο ευαίσθητοι. Αυτά τα πιο μαλακά ράμφη τους επιτρέπουν να κάνουν πιο γρήγορες κινήσεις που απαιτούνται για την παραγωγή ενός πιο περίτεχνου τραγουδιού.

«Χρειάζεται σοβαρή κινητική απόδοση για να τραγουδήσεις ένα περίπλοκο τραγούδι, όπως αυτό του σπουργιτιού του βάλτου. Και ένα μεγάλο, ισχυρό ράμφος είναι πολύ αδέξιο για να διαχειριστεί τις κινήσεις που απαιτούνται», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και βιολόγος του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης Amherst, Jeffrey Podos. είπε σε δήλωση.

Το τραγούδι ζευγαρώματος ενός αρσενικού μεσαίου εδάφους σπίνου του Δαρβίνου. ΠΙΣΤΩΣΗ: Audio–Jeff Podos. Εικόνα – Andrew Hendry.

Χρησιμοποιώντας ποσοτική έρευνα πολλών δεκαετιών σχετικά με τις αλλαγές που υφίστανται τα ράμφη των σπίνων του Δαρβίνου λόγω διαφόρων περιβαλλοντικών αλλαγών, η ομάδα μοντελοποίησε πώς πιθανότατα θα άλλαζαν τα ράμφη στο μέλλον. Επέλεξαν την ξηρασία ως οικολογική κινητήρια δύναμη για αυτό το πείραμα. Οι συνθήκες ξηρασίας τείνουν να επιλέγουν σπίνους με παχύτερο ράμφος. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα, θα μπορούσαν να προβλέψουν και να προσομοιώσουν πώς θα άλλαζαν τα τραγούδια των finch μέσω μελλοντικών ξηρασιών.

[Related: For woodpeckers, dropping beats could be the same as singing.]

«Ουσιαστικά, δημιουργήσαμε τις κλήσεις των μελλοντικών σπίνων», είπε ο Podos.

Ο μοντέλο έδειξε ότι όσο πιο παχύ είναι το ράμφος, τόσο πιο αργά είναι τα τραγούδια και τόσο πιο στενό το εύρος ζώνης των συχνοτήτων. Κάθε επόμενο γεγονός ξηρασίας προβλέπεται να κάνει το ράμφος τους όλο και πιο παχύ, γεγονός που θα επιβραδύνει περαιτέρω τον ρυθμό και θα μειώσει το εύρος ζώνης των τραγουδιών τους.

Η ομάδα χρησιμοποίησε την προσομοίωση για να δημιουργήσει πώς μπορεί να ακούγονται οι κλήσεις των μελλοντικών σπίνων. Στη συνέχεια επέστρεψαν στον συγκεκριμένο πληθυσμό των μεσαίων σπίνων του Δαρβίνου και έπαιξαν τις κλήσεις.

«Διαπιστώσαμε ότι δεν υπήρχαν αλλαγές στις απαντήσεις των σπίνων στις τροποποιημένες κλήσεις μας, ακόμη και όταν τα προσομοιωμένα τραγούδια είχαν αλλάξει κατά το ισοδύναμο τριών γεγονότων ξηρασίας», η συν-συγγραφέας της μελέτης και φοιτήτρια διδακτορικού του UMass Amherst, Katie M. Schroeder. είπε σε δήλωση. «Αλλά από έξι περιστατικά ξηρασίας, είχαν αλλάξει τόσο πολύ που οι σπίνοι μετά βίας ανταποκρίθηκαν καθόλου».

Σύμφωνα με την ομάδααυτό υποδηλώνει ότι λόγω των δεσμών μεταξύ ράμφους και τραγουδιού, ένα εντελώς νέο είδος μεσαίου εδάφους σπίνων του Δαρβίνου μπορεί να εξελιχθεί ως απάντηση σε έξι μεγάλες ξηρασίες των Γκαλαπάγκος.

«Η έρευνά μας δεν είναι μια εννοιολογική επανάσταση», είπε ο Podos, «αλλά είναι μια εμπειρική, πειραματική επιβεβαίωση της οικολογικής ειδοποίησης και της αληθοφάνειας της».