ЕВОЛЮЦІЙНА ІСТОРІЯ ВОКАЛІЗАЦІЙ СОВ: ПОПЕРЕДНІ РЕЗУЛЬТАТИ ПОКАЗУЮТЬ ПОВТОРЮВАНУ КОНВЕРГЕНЦІЮ

Valeriia Chuprakova, Nicholas R. Friedman

Анотація


Вивчення різноманітності акустичних сигналів та їх еволюції відіграє важливу роль у розумінні видоутворення. Хоча еволюція вокалізації детально вивчалася у співочих птахів, сови (Strigiformes), як група з ненабутими (вродженими) вокалізаціями, не менш важливі для подібних досліджень. Їхні територіальні сигнали часто використовують для ідентифікації та розмежування таксонів. У цій роботі ми детально проаналізували голосові сигнали 20 видів з родини Strigidae та 2 видів з родини Tytonidae, використовуючи 14 частотних та часових параметрів для виявлення еволюційних закономірностей у структурі акустичних сигналів. За допомогою філогенетичного PCA ми визначили ключові часові та частотні параметри у вокалізаціях, що формують перші дві головні компоненти. На PC1 найбільші навантаження були серед часових параметрів, тоді як PC2 був найбільш тісно пов'язаний з частотними параметрами. У побудованому філоморфопросторі ми виявили випадки конвергентної еволюції во-калізації. Аналіз реконструкції предкового стану показав, що Otus мають коротші й однотонні пісні, тоді як Glaucidium демонструють ширший спектр темпоральних характеристик. Ми виявили часткову відповідність між акустичними та філогенетичними деревами лише у роді Otus. Обчислений філогенетичний сигнал за критерієм Бломберга для всіх досліджуваних видів вказує на можливий вплив інших чинників на формування структури сигналу, незалежно від еволюційних зв'язків. Отримані результати підкреслюють необхідність комплексного підходу до аналізу біоакустичних даних у систематиці сов, який враховує взаємодію екологічних, генетичних, поведінкових та морфологічних факторів і може слугувати відправною точкою для подальших більш детальних досліджень.

Ключові слова


акустичний репертуар, Glaucidium, Otus, Strigiformes, філогенетичні зв’язки

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Alström P., Ranft R. (2003). The use of sounds in avian systematics and the importance of bird sound archives. Bull. BOC, 123: 114–135.

Appleby B. M., Redpath S. M. (1997). Indicators of male quality in the hoots of tawny owls (Strix aluco). Journal of Raptor Research, 31: 65–70.

Birdtree.org. (2023). A Global Phylogeny of Birds. https://birdtree.org/

Blomberg S. P., Garland Jr T., Ives A. R. (2003). Testing for phylogenetic signal in comparative data: behavioral traits are more labile. Evolution, 57(4): 717–745.

Dantas S. M., Weckstein J. D., Bates J., Oliveira J. N., Catanach T. A., Aleixo A. (2021). Multi-char-acter taxonomic review, systematics, and biogeog-raphy of the Black-capped/Tawny-bellied Screech Owl (Megascops atricapilla-M. watsonii) complex (Aves: Strigidae). Zootaxa, 4949(3), 401-444.

Derryberry E. P. (2009). Ecology shapes birdsong evolution: variation in morphology and habitat ex-plains variation in white-crowned sparrow song. The American Naturalist, 174(1): 24–33.

Derryberry E. P., Seddon N., Derryberry G. E., Claramunt S., Seeholzer G. F., Brumfield R. T., & Tobias J. A. (2018). Ecological drivers of song evolution in birds: disentangling the effects of hab-itat and morphology. Ecology and evolution, 8(3), 1890-1905.

Ey E., Fischer J. (2009). The “acoustic adaptation hypothesis”- a review of the evidence from birds, anurans and mammals. Bioacoustics, 19(1–2): 21–48.

Farnsworth A., Lovette I. J. (2008). Phylogenetic and ecological effects on interspecific variation in structurally simple avian vocalizations. Biological Journal of the Linnean Society, 94(1): 155–173.

Friedman N. R., Miller E. T., Ball J. R., Kasuga H., Remeš V., Economo E. P. (2019). Evolution of a multifunctional trait: shared effects of foraging ecology and thermoregulation on beak morphol-ogy, with consequences for song evolution. Proceedings of the Royal Society B, 286(1917): 20192474.

Friis J. I., Dabelsteen T., Cardoso G. C. (2021). Contingency and determinism in the evolution of bird song sound frequency. Scientific Reports, 11(1): 11600.

Fuchs J., Pons J. M., Goodman S., Bretagnolle V., Melo M., Bowie R. C., et al. (2008). Tracing the colonization history of the Indian Ocean scops-owls (Strigiformes: Otus) with further insight into the spatio-temporal origin of the Malagasy avi-fauna. BMC Evolutionary Biology, 8(1), 197.

Galeotti P., Pavan G. (1991). Individual recogni-tion of male tawny owls (Strix aluco). Ethology Ecology & Evolution, 3(2): 113–126.

Graham B. A., Heath D. D., Walter R. P., Mark M. M., Mennill D. J. (2018). Parallel evolutionary forces influence the evolution of male and female songs in a tropical songbird. Journal of Evolutionary Biology, 31(7), 979-994.

Grieco F. (2023). Young Eurasian Scops Owls make individually distinctive vocalizations. bio-Rxiv, 2023–09.

Gwee C. Y., Christidis L., Eaton J. A., Norman J. A., Trainor C. R., Verbelen P., Rheindt F. E. (2017). Bioacoustic and multi-locus DNA data of Ninox owls support high incidence of extinction and recolonisation on small, low-lying islands across Wallacea. Molecular Phylogenetics and Evolution, 109: 246–258.

Gwee C. Y., Eaton J. A., Ng E. Y., Rheindt F. E. (2019). Species delimitation within the Glaucid-ium brodiei owlet complex using bioacoustic tools. Avian Research, 10: 36.

Howell S. N. G., Robbins M. B. (1995). Species limits of the Least Pygmy-Owl. Wilson Bull, 107: 7–25.

Jetz W., Thomas G. H., Joy J. B., Hartmann K., Mooers A. O. (2012). The global diversity of birds in space and time. Nature, 491: 444–448.

K. Lisa Yang Center for Conservation Bioacous-tics. (2023). Raven Pro (v1.6.4). The Cornell Lab of Ornithology. https://ravensoundsoftware.com/

King B. (2002). Species limits in the Brown Boobok Ninox scutulata complex. Bull. BOC, 122(4): 250–256.

Mahler B., Gil D. (2009). The evolution of song in Phylloscopus leaf warblers. Advances in the Study of Behavior, 40: 35–66.

Maldonado-Coelho M., Dos Santos S. S., Isler M. L., Svensson-Coelho M., Sotelo-Muñoz M., Miyaki C. Y., et al. (2023). Evolutionary and eco-logical processes underlying geographic variation in innate bird songs. The American Naturalist, 202: E31–E52

Marshall J. T. (1978). Systematics of smaller Asian night birds based on voice. American Ornithologists' Union.

McCracken K. G., Sheldon F. H. (1997). Avian vo-calizations and phylogenetic signal. PNAS, 94(8): 3833–3836.

Mejías M. A., Roncal J., Imfeld T. S., Boisen S., Wilson D. R. (2020). Relationships of song struc-ture to phylogenetic history, habitat, and morphol-ogy in the vireos, greenlets, and allies (Passer-iformes: Vireonidae). Evolution, 74(11), 2494-2511.

Melo M., Freitas B., Verbelen P., da Costa S. R., Pereira H., Fuchs J., et al. (2022) A new species of scops-owl (Aves, Strigiformes, Strigidae, Otus) from Príncipe Island (Gulf of Guinea, Africa) and novel insights into the systematic affinities within Otus. ZooKeys 1126: 1–54.

Mikula P., Valcu M., Brumm H., Bulla M., Forst-meier W., Petrusková T., Kempenaers B., Albrecht T. (2021). A global analysis of song frequency in passerines provides no support for the acoustic ad-aptation hypothesis but suggests a role for sexual selection. Ecology letters, 24(3), 477–486.

Morton E. S. (1975). Ecological sources of selec-tion on avian sounds. The American Naturalist, 109(965), 17-34.

Päckert M., Martens J., Kosuch J., Nazarenko A. A., Veith M. (2003). Phylogenetic signal in the song of crests and kinglets (Aves: Regulus). Evolution, 57(3), 616-629.

Piza, P., & Sandoval, L. (2016). The differences in transmission properties of two bird calls show re-lation to their specific functions. The Journal of the Acoustical Society of America, 140(6), 4271-4275.

Pons J. M., Kirwan G. M., Porter R. F., Fuchs J. (2013). A reappraisal of the systematic affinities of Socotran, Arabian and East African scops owls (Otus, Strigidae) using a combination of molecu-lar, biometric and acoustic data. Ibis, 155(3), 518-533.

Posit Software, PBC. (2023). RStudio: IDE for R (Version 2023.06.2+561). https://posit.co/prod-ucts/open-source/rstudio/

Price, J. J., & Lanyon, S. M. (2002). Evolution of complex bird song in oropendolas. Evolution, 56(7): 1514–1529.

Price T. (2008). Speciation in birds (Vol. 436). Greenwood Village, CO: Roberts and Company.

R Core Team. (2023). R: A language and environ-ment for statistical computing. https://www.R-pro-ject.org/

Revell L. (2024). phytools 2.0 for phylogenetic methods. PeerJ, 12: e16505. https://doi.org/10.7717/peerj.16505

Sangster G. King B. F., Verbelen P., Trainor C. R. (2013). A new owl species of the genus Otus (Aves: Strigidae) from Lombok, Indonesia. PloS one, 8(2), e53712.

Sebastián-González E., van Aardt J., Sacca K., Barbosa J. M., Kelbe D., & Hart P. J. (2018). Test-ing the acoustic adaptation hypothesis with native

and introduced birds in Hawaiian forests. Journal of Ornithology, 159, 827-838.

Seddon N. (2005). Vocal evolution in neotropical suboscines. Evolution, 59(1): 200–215.

Snyder K. T., Creanza N. (2019). Polygyny and birdsong evolution. Nature Communications, 10(1): 884.

Tietze D. T., Martens J., Sun Y. H., Päckert M. (2008). Evolutionary history of treecreeper vocali-sations (Aves: Certhia). Organisms Diversity & Evolution, 8(4), 305-324.

Wickham H., François R., Henry L., Müller K., Vaughan D. (2023). dplyr: A grammar of data ma-nipulation (Version 1.1.2). https://dplyr.ti-dyverse.org

Wilkins M. R., Seddon N., Safran R. J. (2013). Evolutionary divergence in acoustic signals: causes and consequences. Trends in ecology & evolution, 28(3), 156-166.

Wood C.M., Schmidt S.M., Peery M.Z.(2019) Spa-tiotemporal Patterns of the California Spotted Owl’s Territorial Vocalizations. Western Birds 2019;50:232–42. https://doi.org/10.21199/wb50.4.2. 46. Wu M. Y., Rheindt F. E. (2023). Vocal leapfrog in Collared Scops Owls. Avian Research, 14: 100141.

Xeno-canto Foundation. (2023). Xeno-canto: Community-Driven Sharing of Bird Sound Re-cordings. https://xeno-canto.org/

Yee S. A., Puan C. L., Chang P. K. (2018). Terri-torial and duet calls of three Malaysian owl spe-cies. Sains Malaysiana, 47(7), 1439-1445.




DOI: https://doi.org/10.34142/2708-5848.2025.27.2.02

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.