Некоторые птицы поют одну и ту же песню в течение сотен тысяч лет



Шесть линий восточной птицы-солнца с двойным воротником встречаются в изолированных горах (черных) по всей Восточной Африке. Многие популяции были изолированы друг от друга в течение сотен тысяч лет, хотя не все сильно изменились с точки зрения оперения или песни. фото: Калифорнийский университет в Беркли


Многие птицы, которые будят нас каждое утро, учатся своим мелодичным песням так же, как люди учатся диалекту—у родителей и соседей.


Но для большинства биологов изучение песен с помощью мимикрии является неопределенным и подверженным ошибкам процессом, приводящим к медленным, но неизбежным изменениям в песнях с годами.


Однако новое исследование, проведенное биологами из Калифорнийского университета в Беркли и Университета штата Миссури в Спрингфилде, документирует песни восточноафриканских солнечных птиц, которые оставались почти неизменными более 500 000 лет и, возможно, до 1 миллиона лет, что делает песни почти неотличимыми от песен родственников, с которыми они давно разлучены.


Удивительно статичный характер их песен может быть обусловлен отсутствием изменений в среде обитания этих птиц, которые представляют собой стабильные горные леса—так называемые небесные острова, изолированные от других популяций небесных островов того же или подобного вида в течение десятков тысяч или миллионов лет. Окраска перьев птиц также мало изменилась, что делает их оперение почти неотличимым друг от друга, хотя некоторые из них являются отдельными, но тесно связанными видами.


"Если вы изолируете людей, их диалекты довольно часто меняются; через некоторое время вы можете сказать, откуда кто-то пришел. И песня была интерпретирована таким же образом", - сказал старший автор Раури Боуи, профессор интегративной биологии Калифорнийского университета в Беркли и куратор Музея зоологии позвоночных в кампусе. "Наша статья показывает, что это не обязательно относится к птицам. Даже в чертах, которые должны быть очень неустойчивыми, таких как песня или оперение, у вас могут быть длительные периоды застоя".


Популяции небесных островов восточноафриканских солнечных птиц с двойным воротником были изолированы друг от друга в течение сотен тысяч, если не миллиона лет, но все еще выглядят очень похожими. Однако, несмотря на то, что они почти неразличимы по оперению, некоторые из этих линий птиц сильно изменили свои песни, в то время как другие нет — их песни мало отличаются от песен родственных популяций, с которыми они не сталкивались в течение тысячелетий. Кредит: Видео Роксаны Макасджян и Алана Тота; аудио предоставлено Джеем МаКэнти

Боуи сказал, что идея о том, что пение птиц легко меняется, вероятно, возникла в результате исследований птиц Северного полушария, которые неоднократно сталкивались с изменением условий окружающей среды, когда ледники приходили и уходили в течение последних десятков тысяч лет. Изменение окружающей среды вызывает изменения в оперении, пении птиц, брачном поведении и многом другом.


Но окружающая среда горных вершин в тропиках, особенно в Восточной Африке—от горы Кения до горы Килиманджаро в Танзании на юге через Малави в Мозамбик—за тот же период времени практически не претерпела геологических изменений. Следовательно, птицы, которых изучали исследователи,—линии восточных двуглавых солнечных птиц рода Циннирис-не имели стимула изменять ни их красочное оперение, ни их часто замысловатые песни.


"Для социальных сигналов, таких как песня или яркие цвета оперения, чтобы взять еще один пример у птиц, биологи-эволюционисты много внимания уделили тому, как сигналы, по-видимому, могут быстро развиваться и в довольно случайных направлениях", - сказал первый автор Джей МаКэнти, доцент биологии в штате Миссури. "Результат нашей работы—то, что для выученной песни могут быть длительные периоды без особых изменений,—предполагает, что мы должны спросить, какие силы могут сдерживать эти социальные сигналы с течением времени, в дополнение к вопросу о том, какие силы вызывают изменения".


По словам Боуи, биологи признают два типа барьеров на пути спаривания, которые, как правило, порождают новые виды животных. Барьеры перед спариванием-это сигналы, которые мешают индивидууму спариваться с другим. У птиц это может быть связано с тем, что она поет не ту песню или выглядит не так, как другая птица, но если бы они спарились, они могли бы произвести потомство. Барьерами после спаривания являются фактические механические репродуктивные несовместимости, такие, что они не производят потомство, даже если они спариваются.



Меньшие солнечные птицы с двойным воротником связаны с восточными солнечными птицами с двойным воротником-так называемыми солнечными птицами небесного острова, которых исследователи из Беркли изучали, чтобы понять, как меняется пение птиц на протяжении десятков тысяч лет. фото: Кит Барнс


"Считается, что песня является одним из наиболее важных барьеров изоляции перед спариванием, одним из ключевых способов, с помощью которых птицы различают друг друга",-сказал он. "То, что изученная черта может оставаться неизменной в течение сотен или тысяч лет, просто замечательно, открытие, которое отражает, как много может предложить научному сообществу и любознательному наблюдателю полевое изучение тропических систем".


Макэнти, Боуи и их коллеги в Африке, Европе и США опубликовали свои выводы в ноябре прошлого года в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Солнечные птицы небесного острова


Солнечные птицы являются самыми разнообразными и одними из самых ярких групп птиц в Африке и Азии, заполняя нишу, которую, потягивая нектар, занимают колибри в Америке, хотя они не имеют никакого отношения к колибри. У многих есть изогнутые клювы, которые позволяют им глубоко погружаться в изогнутые цветы. Боуи называет их "маленькими драгоценностями, которые появляются перед вами".



Оранжегрудые солнечные птицы являются эндемиками кустарниковых зарослей, или финбос, на юго-западе Южной Африки. фото: Кит Барнс


Среди этих широко распространенных птиц есть виды, которые изолировались на вершинах высоких гор, отсюда и термин "солнечные птицы небесного острова". Боуи, уроженец Южной Африки, давно заинтригован этими птицами—в своей докторской диссертации он показал, что то, что люди когда-то считали двумя видами восточных двуглавых солнечных птиц, распространенных на многочисленных горных вершинах в Восточной Африке, на самом деле было по меньшей мере пятью видами, а может быть, и шестью. Хотя они выглядят очень похожими, они генетически глубоко расходятся, что предполагает длительный период изоляции на разных горных вершинах, где они теперь признаны как разные виды.


Однако он начал задаваться вопросом, остались ли их песни такими же неизменными, как и их оперение. Макэнти занимался этим вопросом в качестве докторанта вместе с Боуи, посетив 15—почти все—небесных островов в Восточной Африке в период с 2007 по 2011 год и записав песни 123 отдельных птиц из шести различных линий восточных солнечных птиц с двойным воротником. Популяции этих солнечных птиц на небесных островах идеально подходят для изучения эволюции песни, поскольку изолированные популяции позволяют сравнивать отдельные виды, два близкородственных вида и все пять видов, сказал он.


Исследователи разработали статистическую методику для различения постепенных изменений и всплесков быстрых изменений в таких признаках, как пение птиц, и обнаружили, что различия в песнях, по-видимому, не коррелировали с тем, как долго отдельные популяции были разделены, как оценивалось по генетическим различиям в их ДНК. У двух популяций давно разделенных видов были почти одинаковые песни, в то время как у двух других похожих на вид видов, которые были разделены меньше времени, песни сильно расходились.


"Что меня больше всего удивило при проведении этого исследования, так это то, насколько похожи были эти заученные песни изолированных популяций внутри видов и насколько очевидны различия в песнях там, где они встречаются", - сказал Макэнти. "В первый раз (танзанийский соавтор) Манено Мбилини и я делали звуковую запись Cinnyris fuelleborni, того, что мы называем солнечной птицей Fuelleborn, мы подумали, что поблизости должна быть другая птица, которая пела одновременно, потому что песня, которую мы слушали, не имела для нас смысла. Мы смотрели прямо на поющую птицу, наблюдали, как она двигает клювом, и не могли поверить, насколько ее песня отличается от действительно похожей на Моро птицы - солнца, Синнирис мореуи, которую мы только что записали в другой части гор Удзунгва".



Сонограммы (справа) репрезентативных звонков шести линий восточных солнечных птиц с двойным воротником. Эти линии показаны (слева) вместе с их генеалогическим древом, что указывает на значительное расхождение в песне более 2,7 миллиона лет назад. Несмотря на то, что они выглядят почти одинаково, эти линии представляют пять, а возможно, и шесть различных видов. фото: Калифорнийский университет в Беркли


С другой стороны, песни Циннириса фуэллеборни из популяций Икокото в Танзании и Намули в Мозамбике почти идентичны, несмотря на то, что их разделяют сотни километров и сотни тысяч лет.


Основываясь на этом исследовании, биологи утверждают, что такие характеристики, как выученная песня и оперение, не обязательно дрейфуют в изолированных популяциях, но что они развиваются импульсами, прерываемыми длительными периодами, возможно, сотнями тысяч лет, с небольшими изменениями.


"Мы показываем, используя действительно хорошую установку, в которой мы могли бы рассмотреть эволюцию песен с использованием естественно изолированных популяций, что вы вообще не видите этого постепенного изменения в результате культурного или генетического дрейфа", - сказал Боуи. "Вы видите эти резкие всплески изменений в такой черте, как пение птиц, и много-много доказательств застоя, даже когда эта черта должна быть очень пластичной. Для меня это был действительно потрясающий результат".


Исследователи продолжают свои исследования в Восточной Африке, чтобы определить, что заставляет некоторых птиц изменять свои песни, но не других. Профессора Боуи и Калифорнийского университета в Беркли Джим Макгуайр и Роберт Дадли являются частью гранта в размере 2 миллионов долларов от Национального научного фонда для понимания генетических и физиологических причин конвергентной эволюции, которая делает солнечных птиц и колибри такими похожими по внешнему виду и экологической нише.


Вы можете различить эти песни птиц?


Послушайте песни этих тесно связанных с восточноафриканскими птицами-солнцептицами с небесных островов из рода Нектариния: Н. мореауи из региона Селебу, Н. fuelleborni из региона Кихулула, Н. лавериджи, Н. бездельник из Кении, Н. бездельник с горы Килиманджаро и Н. усамбарика из Мазумбая.



Источник











Обсудить:

0 comments:

Всегда рады услышать ваше мнение!