Песня животных - Animal song
Песня животных не является четко определенным термином в научной литературе, и более широко используется термин «вокализации». Песня обычно состоит из нескольких последовательных вокальных звуков, включающих несколько слоги.[1] Некоторые источники различают более простые вокализации, называемые «звонками», оставляя термин «песня» для более сложных постановок.[2] Песноподобные произведения были обнаружены у нескольких групп животных, включая китообразные (киты и дельфины ), птицы (птицы ), бесхвостые животные (лягушки ), и люди. Социальная передача песни была обнаружена в группах, в том числе птицы и китообразные.
Анатомия звукового производства
Млекопитающие
Наиболее млекопитающее виды производят звук, пропуская воздух из легкие через гортань, вибрируя голосовые складки.[3] Затем звук попадает в надглазничный голосовой тракт, который можно отрегулировать для получения различных изменений в выводе звука, обеспечивая уточнение вокализации.[3] Хотя морфологические различия между видами влияют на звуковое производство, нейронный контроль считается более важным фактором в создании вариаций внутри человеческая речь и песни по сравнению с песнями других млекопитающих.[3] Китообразный вокализации - исключение из этого общего механизма. Зубчатые киты (Odontocetes ) пропускают воздух через систему воздушных мешков и мускулистых звуковых губ, которые вибрируют, производя слышимые вокализации, выполняя таким образом функцию голосовые складки в другом млекопитающие.[4] Звуковые колебания передаются головному органу, называемому дыня, который может быть изменен по форме для управления вокализацией.[5] В отличие от люди и другие млекопитающие, зубатые киты способны рециркулировать воздух, используемый в вокальном производстве, что позволяет киты петь, не выпуская воздуха.[4] Немного китообразные, Такие как горбатые киты петь непрерывно часами.[6]
Anurans
Как млекопитающие, бесхвостые животные обладать гортань и голосовые складки, которые используются для создания вибраций при производстве звука.[3] Тем не мение, лягушки также используют структуры, называемые голосовыми мешочками, эластичными мембранами в основании рта, которые раздуваются во время звукоизвлечения.[7] Эти мешочки обеспечивают как усиление, так и точную настройку звуков, а также позволяют выталкивать воздух обратно в легкие во время вокализации.[4] Это позволяет рециркулировать воздух, используемый при производстве звука, и считается, что это было сделано для повышения эффективности песни.[7] Повышение эффективности производства звука важно, так как некоторые лягушки в брачный период могут издавать звонки продолжительностью несколько часов.[7] В Древесная лягушка New River (Trachycephalus hadroceps ), например, часами производит до 38000 звонков за одну ночь, что стало возможным благодаря эффективной рециркуляции воздуха голосовым мешком.[7]
Птицы
Когда птицы вдох, воздух выходит изо рта, через трахея, который раздваивается на две части бронхи подключение к легкие.[8] Основной голосовой орган птицы называется сиринкс, который находится на развилке трахея, и отсутствует в млекопитающие.[9] Поскольку воздух проходит через дыхательные пути, то сиринкс а мембраны внутри вибрируют, производя звук.[10] Птицы способны воспроизводить непрерывную песню в обоих вдыхание и выдох, и может петь непрерывно в течение нескольких минут.[11] Например, жаворонок (Алауда арвенсис ) может воспроизводить песню без перерыва до одного часа.[12] Немного птицы изменить характеристики песни во время вдыхание против выдох. В Воробей пивовара (Spizella breweri ) чередуется с быстрой трелью во время выдох перемежается с мелкими трелями во время коротких ингаляции.[13] Две половинки сиринкс подключиться к отдельному легкие, и им можно управлять независимо, что позволяет некоторым птицам воспроизводить две отдельные ноты одновременно.[9]
Насекомые
Насекомые Такие как сверчки (семья Gryllidae ) хорошо известны своей способностью издавать громкие песни, однако механизм производства звука сильно отличается от большинства других животных. Много насекомые генерировать звук путем механического трения структур тела, механизм, известный как скрежетание.[14] Ортоптеран насекомые, в том числе сверчки и катидиды (семья Tettigoniidae ), были особенно хорошо изучены для производства звука. Эти насекомые используют скребковые структуры на одном крыле, чтобы перемещаться по файловым структурам на противоположном крыле, чтобы создавать вибрации, производя различные трели и чирикающие звуки.[15][16] Саранча и другие кузнечики (подотряд Целифера ) стричься потирая задние лапы о штифты на поверхности крыльев, двигаясь вверх и вниз.[17] Цикады (надсемейство Cicadoidea ) производят звук на гораздо большей громкости, чем Прямокрылые, опираясь на пару органов, называемых тимбалы на основе брюшная полость за кулисами.[18][15] Сокращение мышц быстро деформирует тимбал мембрана, издающая несколько разных типов звуков.[15] Насекомые таким образом, производя множество звуков, используя различные механизмы, отличные от других животных.
Функции вокализации
Вокализации могут играть самые разные роли. В таких группах, как бесхвостые животные и птицы, несколько различных типов нот объединены в композиции, которые поются в разных ситуациях и выполняют разные функции.[19] Например, многие лягушки может использовать трели при влечении к партнеру, но переключаться на другие вокальные модели в агрессивный территориальные проявления.[19] У некоторых видов одна песня включает в себя несколько типов нот, которые служат разным целям, при этом одна нота вызывает реакцию у самок, а другая нота той же песни отвечает за предупреждение самцов-конкурентов. агрессия.[19]
Спаривание и ухаживание
Вокализации играют важную роль в брачное поведение многих животных. Во многих группах (птицы, лягушки, сверчки, киты и т. д.), песня чаще встречается у самцов этого вида и часто используется для привлечения самок.[19][20][21]
Птичья песня считается, что эволюция половой отбор. женский певчие птицы часто оценивают потенциальных партнеров, используя песню, основываясь на таких качествах, как высокая производительность песни, сложность и сложность песен, а также наличие местного диалекта.[22] Вывод песни служит фитнес индикатор самцов, так как вокализация требует как энергии, так и времени для производства, и, таким образом, самцы, способные воспроизводить высокую производительность песни в течение длительного времени, могут иметь более высокие фитнес чем менее вокальные самцы.[22] Считается, что сложность песни может служить показателем мужского фитнес за счет указания на успешное развитие мозга, несмотря на потенциальные факторы стресса в раннем возрасте, такие как недостаток пищи.[22] Социальная передача песен позволяет развивать местные песенные диалекты, и самки певчих птиц также обычно предпочитают выбирать себе самок, издающих местные песенные диалекты.[22] Одна из гипотез этого явления состоит в том, что выбор местных партнеров позволяет самке выбирать гены, специально адаптированные к местным условиям.[22]
Лягушка песня также играет важную роль в ухаживание. В Тунгарские лягушки (Энгистомопс пустулезный ), мужчина лягушки увеличивают сложность их криков, добавляя дополнительные типы примечаний, когда присутствует большее количество самцов-конкурентов, что, как было установлено, привлекает большее количество самок лягушек.[23] Некоторые виды меняют свое ухаживание кричит, когда самки особенно рядом. У мужчин стеклянные лягушки (Hyalinobatachium fleichmanni) при обнаружении поблизости другого лягушка, но превращается в короткую щебечущую песню, когда приближается женщина.[19] Несколько видов (например, лягушки-дендробатиды (Маннофрин тринитатис ), декоративные лягушки (Cophixalus ornatus ), великолепные ядовитые лягушки (Dendrobates speciosus )) переключайтесь с дальних громких трелей на более тихие короткие звуки, когда самки подходят ближе, что, как считается, позволяет привлекать партнера, не предупреждая самцов-конкурентов о местонахождении самок.[19]
Хотя очень сложное песенное производство было выявлено в киты, функция все еще остается неуловимой. Считается, что он участвует в ухаживающее поведение и половой отбор, а пение становится более распространенным в период размножения.[24]
Агрессия и территориальная оборона
Еще одна важная функция вывода песни - указать на агрессию самцов в период размножения. Обе бесхвостые животные и птицы использовать пение в территориальных демонстрациях, чтобы передать агрессивный намерение.[19][22] За Восточные гладкие лягушки (Геокриния викторианская ), Например, ухаживание песни включают более короткие ноты, чтобы привлечь потенциальных партнеров, и сопровождаются более длинными тонами, чтобы оттолкнуть мужчин.[19] Частота издаваемых звуков, как правило, отрицательно коррелирует с размером тела как внутри, так и между видами, и позволяет конкурирующим самцам оценивать размер тела голосующих соседей. лягушки.[25] Мужской лягушки обычно звучат более высокие частоты, чем более низкие частоты, вероятно, потому что лягушка производитель звука оценивается как более мелкий и менее опасный конкурент.[25]
В территориальном птицы, самцы увеличивают производительность песни, когда соседние самцы вторгаются на их территорию.[22] В большие сиськи (Парус майор ), соловьи (Luscinia megarhynchos ), черные дрозды (Turdus Merula ) и воробьи (семья Passeridae ), воспроизведение записей песен замедляет скорость, с которой самцы осваивают территории в незанятом регионе, что позволяет предположить, что эти птицы полагаться на результаты песни при установлении территориальных границ.[22] Экспериментально отключен Приморский воробей Скотта (Аммодрамус маритимус ) теряют контроль над своей территорией в пользу других самцов.[22] Таким образом, территориальные птицы часто полагаются на создание песни, чтобы оттолкнуть сородичей особей.
Индивидуальное признание
Словно человеческий голос, пение птиц обычно содержит достаточную индивидуальную вариативность, чтобы позволить различать отдельные вокальные модели по сородичам.[26] Такая дискриминация важна для признания полов для многих моногамных видов. Морские птицы, например, часто используют модели вокализации, чтобы распознать свою половинку после воссоединения во время сезона размножения.[27] У многих колониальных гнездящихся птиц распознавание родителя и потомства имеет решающее значение, чтобы позволить родителям определить местонахождение своего собственного потомства по возвращении в места гнездования.[28] Клифф глотает (Petrochelidon pyrrhonota ) было продемонстрировано, что они предпочтительно реагируют на песни родителей в молодом возрасте, обеспечивая средства распознавания потомков на основе вокализации.[28]
Социальная передача и обучение
Изучение и развитие пения птиц
Выученные вокализации были определены в группах, включая киты, слоны, уплотнения, и приматы, однако наиболее известные примеры выученного пения находятся в птицы.[29] У многих видов молодые птицы разучивать песни у взрослых самцов того же вида, обычно у отцов.[30] Впервые это было продемонстрировано в зяблики (Fringilla coelabs ). Зяблики выросшие в социальной изоляции, раздают ненормальные песни, но проигрывают записи зяблик песни позволяют молодым птицы чтобы выучить их видовые песни.[31] Обучение песне обычно включает в себя чувствительный период обучения в раннем детстве, в течение которого молодые птицы должны слышать песни животных-наставников, чтобы развивать нормальное пение во взрослом возрасте.[32] Обучение песне происходит в два этапа: сенсорная фаза и сенсомоторная фаза. Во время сенсорной фазы птицы запомните песню животного-наставника, создав шаблонное представление песни для конкретного вида.[32] Далее следует сенсомоторная фаза, которая может перекрываться сенсорной фазой. Во время сенсомоторной фазы молодые птицы изначально производят вариативные бессвязные версии песни для взрослых, называемой субпесней.[32] По мере обучения субпесня заменяется более совершенной версией, содержащей элементы песни для взрослых, называемой пластичной песней. Наконец, разучивание песни кристаллизуется во взрослую песню.[33] Чтобы научиться пению происходить правильно, молодые птицы должны уметь слышать и совершенствовать свой вокал, а птицы, оглушенные до развития субпесни, не учатся воспроизводить нормальную песню взрослых.[34]
В чувствительный период в котором птицы Обучение песням различается у разных видов, но обычно происходит в течение первого года жизни.[32] Птицы, у которых разучивание песен ограничено начальным чувствительным периодом, называются учениками закрытого типа, в то время как некоторые птицы (например, канарейки; Серин канария ), продолжают учить новые песни в более позднем возрасте, и их называют открытыми учениками.[32] Некоторые виды птицы, такой как коричневая коровья птица (Молотрус атер ), паразитируют на других птица виды, откладывающие яйца в гнезда других птицы таким образом, что гетероспецифическая птица выращивает птенцов.[35] Хотя большинство птицы освоить изучение песен в течение первого года, коричневоголовые коровьи птицы отложить чувствительный период, происходит примерно через год после вылупления.[35] Это может быть адаптация, чтобы не допустить птицы от изучения песен зарубежных видов птиц. Вместо этого молодые птицы у них есть год, чтобы найти сородичей и выучить их собственную видоспецифичную песню.[35]
Птицы как правило, предрасположены к разучиванию песен определенного вида и обычно предпочитают разучивать песни определенного вида животных, а не гетероспецифических.[31] Однако изучение песен не ограничивается полностью внутривидовыми песнями. При воздействии гетероспецифического птицы другого вида при отсутствии птиц одного вида, молодые птицы часто перенимает песню вида, которому он был подвержен.[31] Несмотря на то что птицы способны изучать производство песен исключительно по аудиозаписям пение птиц, взаимодействие наставника и ученика может быть важным у некоторых видов. Например, белые коронованные воробьи (Зонотрихия лейкофриз ) предпочтительно разучивать песни песня воробьев (Мелоспиза мелодия ) при воздействии на записи белые коронованные воробьи и жить песня воробьев.[36] Другими словами, интерактивный характер живого репетитора, кажется, превосходит знакомство с записями сородичей.
Культурная передача китовой песни
Хотя вертикальная передача (родитель-потомок) является обычным элементом обучения песне, горизонтальная передача также может происходить среди животных одного поколения.[37] Мужской горбатые киты за свою жизнь сочиняют различные песни, которым учатся у других мужчин в популяции. Самцы в популяции приспосабливаются к воспроизведению одной и той же брачной песни, состоящей из сильно стереотипного вокального показа, участвующего в привлечении партнера.[21] В культурная передача Было обнаружено, что эти песни встречаются на огромных географических расстояниях в течение многих лет, при этом в одном исследовании отмечается передача песен среди населения западной и центральной части южной части Тихого океана за 11-летний период.[21]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Феррейра, Адриана Р. Дж .; Смолдерс, Том В .; Самешима, Коичи; Мелло, Клаудио V .; Джарвис, Эрих Д. (2006). "Вокализации и связанное с ними поведение мрачной колибри (Aphantochroa cirrhocloris) и рыжеволосый отшельник (Glaucis hirsutus)". Аук. 123 (4): 1129–1148. Дои:10.2307/25150225. ЧВК 2542898. PMID 18802498.
- ^ Арбиб, Михаил (2013). Язык, музыка и мозг: таинственная связь. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-01810-4.
- ^ а б c d Fitch, Т. (2006). «Производство вокализаций у млекопитающих». Энциклопедия языка и лингвистики. С. 115–121. Дои:10.1016 / B0-08-044854-2 / 00821-X. ISBN 9780080448541.
- ^ а б c Ладич, Фридрих; Винклер, Ханс (2017). «Акустическая коммуникация у наземных и водных позвоночных». Журнал экспериментальной биологии. 220 (13): 2306–2317. Дои:10.1242 / jeb.132944. PMID 28679789.
- ^ Рейденберг, Джой (2017). «Механизмы звукоизвлечения наземных, полуводных и полностью водных млекопитающих». Акустическое общество Америки. 13: 35–43.
- ^ Рейнольдс, Джон Э. (1999). Биология морских млекопитающих. Мельбурн, Австралия: Издательство Мельбурнского университета. ISBN 978-1588342508.
- ^ а б c d Штарнбергер, Ирис; Прейнингер, Дорис; Хёдль, Вальтер (2014). «Голосовой мешок анурана: инструмент для мультимодальной передачи сигналов». Поведение животных. 97: 281–288. Дои:10.1016 / j.anbehav.2014.07.027. ЧВК 4222773. PMID 25389375.
- ^ Браун, Ричард Э .; Brain, Joseph D .; Ван, Нин (1997). «Дыхательная система птиц: уникальная модель для изучения респираторного токсикоза и мониторинга качества воздуха». Перспективы гигиены окружающей среды. 105 (2): 188–200. Дои:10.1289 / ehp.97105188. ЧВК 1469784. PMID 9105794.
- ^ а б Риде, Тобиас; Голлер, Франц (2010). «Периферийные механизмы производства голоса у птиц - различия и сходства с человеческой речью и пением». Мозг и язык. 115 (1): 69–80. Дои:10.1016 / j.bandl.2009.11.003. ЧВК 2896990. PMID 20153887.
- ^ Новицки, Стивен (1987). «Резонансы голосового тракта в производстве осцинального звука птиц: свидетельства птичьего пения в атмосфере гелия». Природа. 325 (6099): 53–55. Bibcode:1987Натура. 325 ... 53Н. Дои:10.1038 / 325053a0. PMID 3796738.
- ^ Фарнер, Дональд С .; Кинг, Джеймс Р. (1972). Биология птиц. Нью-Йорк: Нью-Йорк: Academic Press. ISBN 978-1483238616.
- ^ Геберзан, Николь; Обен, Тьерри (2014). "Как певчая птица с непрерывным стилем пения модулирует свою песню, когда территориальные вызовы". Поведенческая экология и социобиология. 68 (1): 1–12. Дои:10.1007 / s00265-013-1616-4. ЧВК 3889651. PMID 24436508.
- ^ Шмидт, Марк Ф .; Голлер, Франц (2016). «Захватывающие песни: координация нейронных цепей для дыхания и пения». Американское физиологическое общество. 31 (6): 442–451. Дои:10.1152 / Physiol.00004.2016. ЧВК 6195667. PMID 27708050.
- ^ Stephen, R.O .; Хартли, Дж. К. (1995). «Звуковая продукция в сверчках». Журнал экспериментальной биологии. 198: 2139–2152.
- ^ а б c Ло, Чанцин; Конг, Вэй (2015). «Стридуляторное звукообразование и его функция у самок Cicada Subpsaltria yangi». PLOS ONE. 10 (2): e0118667. Bibcode:2015PLoSO..1018667L. Дои:10.1371 / journal.pone.0118667. ЧВК 4340015. PMID 25710637.
- ^ Монтеалегре-З, Фернандо; Йонссон, Торин; Роберт, Дэниел (2011). «Звуковое излучение и механика крыльев у полевых сверчков (Orthoptera: Gryllidae)». Журнал экспериментальной биологии. 214 (12): 2105–2117. Дои:10.1242 / jeb.056283. PMID 21613528.
- ^ Генрих, Ральф; Кунст, Майкл; Вирмер, Андреа (2012). «Воспроизведение звука кузнечиков, регулируемое внутренним состоянием и реальной сенсорной средой». Границы неврологии. 6: 89. Дои:10.3389 / fnins.2012.00089. ЧВК 3381836. PMID 22737107.
- ^ Беннет-Кларк, Генри К. (1998). «Как цикады шумят». Scientific American. 278 (5): 58–61. Bibcode:1998SciAm.278e..58B. Дои:10.1038 / scientificamerican0598-58. JSTOR 26057783.
- ^ а б c d е ж грамм час Уэллс, К. Д. (2007). Экология и поведение амфибий. Чикаго, Иллинойс: Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0226893341.
- ^ Odom, Karan J .; Холл, Мишель Л .; Рибель, Катарина; Омланд, Кевин Э .; Лэнгмор, Наоми Э. (2014). «Женская песня широко распространена и унаследована от певчих птиц». Nature Communications. 5: 3379. Bibcode:2014 НатКо ... 5.3379O. Дои:10.1038 / ncomms4379. HDL:1887/54638. PMID 24594930.
- ^ а б c Гарланд, Эллен К .; Голдизен, Энн В .; Rekdahl, Melinda L .; Костантин, Рошель; Гарриг, Клэр; Хаузер, Нан Даешлер; Пул, Майкл; Роббинс, Джук; Ноад, Майкл Дж. (2011). «Динамическая горизонтальная культурная передача песни горбатых китов в масштабе океанского бассейна». Текущая биология. 21 (8): 687–691. Дои:10.1016 / j.cub.2011.03.019. PMID 21497089.
- ^ а б c d е ж грамм час я Новицки, Стивен; Сирси, Уильям А. (2004). «Функция песни и эволюция женских предпочтений». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1016: 704–723. Дои:10.1196 / летопись.1298.012. PMID 15313801.
- ^ Поу, Ф. Харви; Янис, Кристина М .; Хейзер, Джон Б. (2013). Позвоночные животные. Нью-Йорк, Нью-Йорк: образование Pearson. ISBN 978-0321773364.
- ^ Яник, Винсент М. (2009). «Китовая песня». Текущая биология. 19 (3): 109–111. Дои:10.1016 / j.cub.2008.11.026. PMID 19211045.
- ^ а б Наринс, Питер; Feng, Albert S .; Фэй, Ричард Р. (2006). Слух и звуковая коммуникация у амфибий. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-47796-1.
- ^ Чу, Сек Джин; Викарио, Дэвид С .; Ноттебом, Фернандо (1995). «Система памяти большой емкости, которая распознает крики и песни отдельных птиц». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 93 (5): 1950–1955. Дои:10.1073 / пнас.93.5.1950. ЧВК 39889. PMID 8700865.
- ^ Curé, C; Матевон, Н; Обен, Т. (2016). «Распознавание голоса у буревестника Scopoli Calonectris diomedea: у самок и самок одинаковый акустический код?». Поведенческие процессы. 128: 96–102. Дои:10.1016 / j.beproc.2016.04.013. PMID 27126987.
- ^ а б Бичер, Майкл Д .; Стоддард, Филип К .; Леш, Патрисия (1985). «Распознавание голосов родителей по молодым скальным ласточкам». Аук. 102: 600–605.
- ^ Тихиро, Мор; Казухиро, Вада (2015). «Певчая птица: уникальная животная модель для изучения молекулярных основ нарушений вокального развития и общения». Экспериментальные животные. 64 (3): 221–230. Дои:10.1538 / экспанд.15-0008. ЧВК 4547995. PMID 25912323.
- ^ Грейг, Эмма I .; Taft, Benjamin N .; Пруэт-Джонс, Стивен (2012). «Сыновья учатся песням у своих социальных отцов в совместной птице». Труды: Биологические науки.. 279 (1741): 3154–3160. Дои:10.1098 / rspb.2011.2582. ЧВК 3385712. PMID 22593105.
- ^ а б c Вада, Харука (2010). «Развитие пения птиц». Знания о естественном образовании. 3: 86.
- ^ а б c d е Brenowitz, Eliot A .; Бичер, Майкл Д. (2005). «Изучение песни у птиц: разнообразие и пластичность, возможности и проблемы». Тенденции в неврологии. 28 (3): 127–132. Дои:10.1016 / j.tins.2005.01.004. PMID 15749165.
- ^ Белл, Д. А .; Trail, P.W .; Баптиста, Л. Ф. (1998). "Обучение песне и вокальная традиция у белых коронованных воробьев Наттолла". Поведение животных. 55 (4): 939–956. Дои:10.1006 / anbe.1997.0644. PMID 9632480.
- ^ Винер, Линда (1986). «Изучение песен у птиц: возможные модели освоения человеческого языка». Слово. 37 (3): 159–175. Дои:10.1080/00437956.1986.11435775.
- ^ а б c О'Логлен, Адриан Л; Ротштейн, Стивен I (2002). «Экологические последствия для изучения песни: задержка развития широко распространена в диких популяциях коричневоголовых коровников». Поведение животных. 63 (3): 475–486. Дои:10.1006 / anbe.2001.1951.
- ^ Баптиста, Луис Ф. (1987). "Подражания песням белобрысого воробья песней воробья". Кондор. 90: 489–492.
- ^ Гарланд, Эллен К .; Гедамке, Джейсон; Rekdahl, Melinda L .; Ноад, Майкл Дж .; Гарриг, Клэр; Гейлс, Ник (2013). «Пение горбатых китов в районах нагула Южного океана: значение для культурной передачи». PLOS ONE. 8 (11): e79422. Bibcode:2013PLoSO ... 879422G. Дои:10.1371 / journal.pone.0079422. ЧВК 3835899. PMID 24278134.
внешняя ссылка
- Слушайте природу 400 примеров песен и криков животных
- Вашингтон У. Мыши Песни
- Библиотека звуков животных Корнелла (более 300 000 аудиозаписей различных видов млекопитающих, птиц, земноводных, рыб, членистоногих и рептилий).
- Звуковой архив Британской библиотеки имеет более 150 000 записей 10 000 видов
- Канадский центр исследований волков
- Международный совет по биоакустике много ссылок на сайты со звуками животных