Υπερηχητικές φωνήσεις στο ποντίκι Καλιφόρνια
Η φωνητική επικοινωνία μεταξύ των ατόμων είναι ζωτικής σημασίας για την πλοήγηση σε κοινωνικές καταστάσεις. Συχνά όταν σκεφτόμαστε τη φωνητική επικοινωνία, σκεφτόμαστε την ομιλία στους ανθρώπους ή το τραγούδι σε πτηνά που χρησιμοποιείται για να μεταφέρει πληροφορίες από το ένα άτομο στο άλλο. Ωστόσο, πρόσφατα τα τρωκτικά εμφανίστηκαν ως ένα συναρπαστικό νέο πειραματικό μοντέλο φωνητικής επικοινωνίας για θηλαστικά.
Ενώ τα τρωκτικά είναι γνωστά για την εξαιρετική όσφρησή τους και τη χρήση της οσφρητικής επικοινωνίας, αποδεικνύεται ότι χρησιμοποιούν επίσης μια μεγάλη ποικιλία φωνητικών φωνημάτων για να μεταφέρουν πληροφορίες μεταξύ των ατόμων. Μπορεί να έχετε ακούσει για τα ποντίκια που τραγουδούν, αλλά η πλειονότητα των φωνητικών φωνημάτων των τρωκτικών δεν ακούγονται στον άνθρωπο καθώς παράγονται στην περιοχή υπερήχων. Αυτές οι υπερηχητικές φωνές, ή USV, παράγονται σε εξαιρετικά υψηλές συχνότητες, από 20 – 100 kHz σε σύγκριση με το μέγιστο 4 kHz στον άνθρωπο! Παρά το γεγονός ότι γνωρίζουμε ότι τα τρωκτικά επικοινωνούν φωνητικά, γνωρίζουμε πολύ λίγα για το τι σημαίνουν αυτές οι φωνές.
Σε αυτό το σημείο, η εργασία σε τρωκτικά USV έχει επικεντρωθεί κυρίως στο ζευγάρωμα και στο συναίσθημα. Σε αρουραίους και ποντίκια, αυτά τα USV βοηθούν στην προσέλκυση συντρόφων, και οι αρουραίοι που δεν καλούν ή παράγουν περίεργες κλήσεις δεν θα είναι ελκυστικοί για τα θηλυκά. Οι κλήσεις τρωκτικών πιστεύεται επίσης ότι εμφανίζουν συναίσθημα με κλήσεις χαμηλότερης συχνότητας, περίπου 22 kHz, εμφανίζοντας αγωνία, ενώ οι κλήσεις υψηλότερης συχνότητας, πάνω από 50 kHz, δείχνουν γενικά ευτυχία. Ωστόσο, μπορούν αυτές οι κλήσεις να αντιπροσωπεύουν άλλες πληροφορίες εκτός από συναισθήματα; Χρησιμοποιούνται αυτές οι κλήσεις σε άλλα πλαίσια εκτός από το ζευγάρωμα και την ερωτοτροπία; Η απάντησή μας είναι ναι.
Μπορείτε να ακούσετε τις κλήσεις εδώ: https://soundcloud.com/pcalusv
Η τρέχουσα μελέτη μας που διερευνά αυτήν την έρευνα αντιπροσωπεύει την εργασία που ξεκίνησε από τον Δρ. Nathan Rieger, ο οποίος πρόσφατα απέκτησε το διδακτορικό του. από το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν – Μάντισον. Η ερευνητική ομάδα ενδιαφέρθηκε να κατανοήσει ποιες κλήσεις χρησιμοποιούνται για την επίδειξη εδαφικότητας σε έναν εισβολέα και πιθανώς προειδοποιούν για μελλοντική επιθετικότητα. Το ποντίκι Καλιφόρνια ήταν το ιδανικό είδος για αυτό επειδή χρησιμοποιούν υπερηχητικές φωνές, επιδεικνύουν αυστηρή μονογαμία, και οι δύο γονείς μεγαλώνουν τους νέους και τα δύο φύλα είναι εξαιρετικά εδαφικά. Κατά τη διάρκεια όλων αυτών των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων, φωνάζουν ο ένας στον άλλον σε ένα ακουστικό εύρος που δεν μπορούμε να ακούσουμε. Είναι σημαντικό ότι τόσο τα αρσενικά όσο και τα θηλυκά θα φωνάζουν και θα υπερασπίζονται τις περιοχές τους από εισβολείς.
Εστιάσαμε σε δύο τύπους κλήσεων που παράγονται από ποντίκια Καλιφόρνια. Το πρώτο ονομάζεται παρατεταμένη φωνητική. Όταν επιβραδύνονται σημαντικά, ακούγονται σχεδόν σαν κλήση φάλαινας. Οι κλήσεις είναι σχετικά μεγάλες για μια φωνητική υπερήχων τρωκτικών και μπορούν να παραχθούν είτε μεμονωμένα είτε ως ένας αριθμός συλλαβών μέσα σε μια αλυσίδα. Οι παρατεταμένες φωνητικές εκφωνήσεις δεν παρουσιάζουν μεγάλες διακυμάνσεις στη συχνότητά τους, αλλά το μήκος τους και ο αριθμός των συλλαβών που παράγονται μπορεί να ποικίλλουν ευρέως ανάλογα με το κοινωνικό πλαίσιο.
Ο δεύτερος τύπος κλήσης στον οποίο επικεντρωθήκαμε ονομάζονται γαβγίσματα. Τα Barks κέρδισαν το όνομά τους επειδή όταν επιβραδύνονται για να είναι πλήρως στην ανθρώπινη ακουστική εμβέλεια ακούγονται σαν ένα άγριο γάβγισμα! (Σοβαρά, ρίξτε μια ματιά στο SoundCloud παρακάτω.) Οι γαβγίδες είναι μια ειδική περίπτωση του USV, καθώς ξεκινούν στην πραγματικότητα από το ανθρώπινο ακουστικό εύρος, γίνονται υπερήχοι και στη συνέχεια επιστρέφουν ξανά στο να ακούγονται με γρήγορη διαδοχή. Η λειτουργία των φλοιών πριν από αυτή τη μελέτη δεν ήταν γνωστή, αλλά προβλέψαμε ότι θα εμπλέκονταν σε αγωνιστικές αλληλεπιδράσεις, επειδή αυτές οι κλήσεις συχνά καταγράφονται παράλληλα με την εμφάνιση άλλων αγωνιστικών συμπεριφορών που εμφανίζονται όταν νεοεισαχθέντα αρσενικά και θηλυκά συναντώνται για πρώτη φορά. Τέλος, παρά το γεγονός ότι μια νέα κατηγορία USV δεν αφορούσε την εδαφική συμπεριφορά, ανακαλύψαμε μια νέα κλήση, φράσεις σάρωση. Αυτές οι κλήσεις ακούγονται σαν τραγούδι πουλιών όταν επιβραδύνονται στο φωνητικό εύρος και εμφανίζουν ένα επίπεδο πολυπλοκότητας που δεν είχε προηγουμένως παρατηρηθεί στα τρωκτικά.
Για να ελέγξουμε πώς χρησιμοποιήθηκαν τα γαβγίσματα και οι συνεχείς φωνές από αρσενικά και θηλυκά ποντίκια Καλιφόρνια, δημιουργήσαμε ένα παράδειγμα όπου μεμονωμένα ποντίκια αμφισβητήθηκαν στην επικράτειά τους από ένα άγνωστο ποντίκι του ίδιου φύλου τους. Δουλέψαμε με ποντίκια που συνδέονται με ζευγάρια που είναι πιο πιθανό να προστατεύσουν τις περιοχές τους και, επομένως, πιστεύαμε ότι θα ήταν πιο πιθανό να διαφημίσουν και να υπερασπιστούν τις περιοχές τους. Στη συνέχεια διατηρήσαμε είτε το αρσενικό είτε το θηλυκό μέλος του ζευγαριού στην επικράτεια ενώ απομακρύναμε τον σύντροφό τους και εισαγάγαμε ένα νέο άτομο στην περιοχή στην αντίθετη πλευρά ενός διαχωριστικού πλεξιγκλάς. Αυτό το διαχωριστικό μάς επέτρεψε να εξετάσουμε τι είδους USV θα κατασκευάζονταν προς έναν εισβολέα που το εστιακό ποντίκι μπορούσε να δει και να μυρίσει αλλά όχι να πλησιάσει, ενδεικτικό της διαφήμισης μιας περιοχής. Στη συνέχεια αφαιρέσαμε το διαχωριστικό και αφήσαμε τα δύο ποντίκια να αλληλεπιδράσουν και καταγράψαμε τις φωνητικές τους φωνές. Μετά από αυτήν την αλληλεπίδραση, το διαχωριστικό αντικαταστάθηκε και καταγράψαμε φωνές που προέκυψαν μετά την επίλυση της αλληλεπίδρασης.
Διαπιστώσαμε ότι ενώ τα αρσενικά και τα θηλυκά δεν διέφεραν στον τρόπο με τον οποίο προστάτευαν φυσικά την επικράτειά τους - και οι δύο ήταν σε θέση να απωθήσουν επιτυχώς τον εισβολέα - υπήρχαν διαφορές φύλου στον τρόπο με τον οποίο φώναζαν κατά τη διάρκεια αυτών των αλληλεπιδράσεων και οι φωνές τους άλλαζαν ανάλογα με το αν ή όχι θα μπορούσε να αλληλεπιδράσει φυσικά με τον εισβολέα. Πρώτον, είδαμε ότι τα ζευγαρωμένα αρσενικά, αλλά όχι τα θηλυκά ή οι εισβολείς, παρήγαγαν συνεχείς φωνές πριν από τη φυσική αλληλεπίδραση όταν το διαχωριστικό ήταν στη θέση του. Αυτό πιθανότατα σημαίνει ότι τα αρσενικά είναι πιο πιθανό να διαφημίσουν τις περιοχές τους από ότι οι γυναίκες. Ωστόσο, μόλις ξεκίνησαν οι φυσικές αλληλεπιδράσεις, τα θηλυκά παρήγαγαν περισσότερους φλοιούς από τα αρσενικά. Αυτοί οι φλοιοί, ενδιαφέροντα, παράγονται από εισβολείς. Προτείνουμε ότι αυτές οι κλήσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την υποβολή σήματος στο ποντίκι μόνιμο. Τέλος, μετά τον τερματισμό της φυσικής αλληλεπίδρασης, σχεδόν όλες οι φωνές σταμάτησαν, πράγμα που θα μπορούσε να σημαίνει ότι η επίλυση της αλληλεπίδρασης καθιστά την επικοινωνία μεταξύ των ατόμων που δεν είναι πλέον απαραίτητη.
Βρήκαμε επίσης ότι τα αρσενικά ποντίκια στην Καλιφόρνια μείωσαν τις συνεχείς φωνές τους πριν από μια φυσική αλληλεπίδραση και ότι οι μικρότερες κλήσεις προέβλεπαν μια πιο γρήγορη προσέγγιση στον εισβολέα. Μικρότερες αλυσίδες συνεχών φωνημάτων προέβλεπαν επίσης μια πιο γρήγορη προσέγγιση. Ως εκ τούτου, οι αλλαγές στις συνεχείς φωνές θα μπορούσαν να προειδοποιήσουν τους εισβολείς ότι το αρσενικό είναι έτοιμο να υπερασπιστεί την επικράτειά του ενάντια στον εισβολέα, πιθανόν να παρακινήσει τον εισβολέα να υποχωρήσει. Διαπιστώσαμε επίσης ότι οι κλήσεις ήταν συντομότερες κατά τη διάρκεια της φυσικής αλληλεπίδρασης, όπως οι άνθρωποι θα μπορούσαν να αλλάξουν σε μικρότερες λέξεις κατά τη διάρκεια μιας θερμαινόμενης ανταλλαγής, τα ποντίκια της Καλιφόρνια αλλάζουν σε μικρότερες κλήσεις ενώ αλληλεπιδρούν με ανεπιθύμητους επισκέπτες.
Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα ποντίκια της Καλιφόρνια χρησιμοποιούν φωνητικά για να περιηγηθούν σε περίπλοκες κοινωνικές καταστάσεις όπως ένας εισβολέας που εισέρχεται στην επικράτειά τους. Επιπλέον, δείχνει ότι τα ποντίκια της Καλιφόρνια μπορούν ενδεχομένως να τροποποιήσουν τις φωνές τους για να μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με τη μελλοντική τους συμπεριφορά σε άλλο άτομο, προειδοποιώντας το ότι είναι έτοιμοι να υπερασπιστούν την επικράτειά τους. Αυτό δείχνει ένα επίπεδο πολυπλοκότητας στη φωνητική συμπεριφορά των τρωκτικών που δεν έχει διερευνηθεί προηγουμένως και δυνητικά παρέχει ένα νέο σύστημα μέσω του οποίου μπορούμε να κατανοήσουμε τον ρόλο της επικοινωνίας στην κοινωνική συμπεριφορά των τρωκτικών.
Συνοπτικά, ναι, τα ποντίκια της Καλιφόρνια χρησιμοποιούν υπερηχητικές φωνές σε περιβάλλοντα διαφορετικά από τα σενάρια ζευγαρώματος. Τα θηλυκά, όχι μόνο τα αρσενικά, θα υπερασπιστούν επίσης δυναμικά τα εδάφη τους. Συγκεκριμένα, τα USV παίζουν αναπόσπαστο ρόλο σε αυτή την άμυνα. Υπάρχει περιεχόμενο πληροφοριών σε τουλάχιστον αρσενικά USV που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν από άλλα άτομα του ίδιου είδους για να μετρήσουν την προθυμία τους να υπερασπιστούν μια περιοχή. Έχουμε αποκλείσει ότι αυτές οι κλήσεις τρωκτικών εκφράζουν μόνο συναισθήματα που βασίζονται αποκλειστικά στη συχνότητα; Η απάντηση σε αυτό θα ήταν ναι, λόγω του περιεχομένου πληροφοριών στη διάρκεια των κλήσεων και του τροποποιημένου αριθμού κλήσεων σε περιόδους. Ωστόσο, θα χρειαστούν περισσότερες μελέτες για να ελεγχθεί πλήρως εάν τα USV μεταφέρουν κάτι περισσότερο από συναισθηματική κατάσταση. Τουλάχιστον, επιδεικνύουμε ένα επίπεδο πολυπλοκότητας στη φωνητική συμπεριφορά των τρωκτικών που δεν έχει διερευνηθεί προηγουμένως και βασίζεται σε ένα πειραματικό μοντέλο που εντοπίστηκε από άλλους μέσω έρευνας πεδίου.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Η λειτουργία των υπερηχητικών φωνητικών κατά τη διάρκεια της εδαφικής άμυνας από αρσενικά και θηλυκά ποντίκια Καλιφόρνια συνδεδεμένα σε ζευγάρια, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Animal Behaviour. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Nathaniel S. Rieger και Catherine A. Marler από το University of Wisconsin-Madison.
