Akustische Kommunikation entstand vor über 400 Millionen Jahren

Zürich – Kommunikation durch akustische Laute ist nicht nur bei an Land lebenden Wirbeltieren wie Vögeln und Säugetieren, sondern auch bei Reptilien, Amphibien und Fischen weit verbreitet. Viele dieser Arten sind nicht stumm, sondern verfügen über ein breites und komplexes akustisches Repertoire. Wie Forschende der Universität Zürich zeigen, liegt der evolutionäre Ursprung der akustischen Kommunikation mehr als 400 Millionen Jahre zurück.

Singende Vögel, quakende Frösche oder bellende Hunde – Kommunikation über Laute ist bei mehreren Gruppen von Wirbeltieren üblich. Diese Lautäusserungen spielen eine grundlegende Rolle bei der elterlichen Fürsorge, der Partnerwahl und anderen Verhaltensweisen. Trotz ihrer Bedeutung ist wenig darüber bekannt, wann und in welchem Stadium der Evolutionsgeschichte der Wirbeltiere dieses Verhalten erstmals aufgetreten ist. Aufschluss über den evolutionären Ursprung der akustischen Kommunikation können vergleichende Analysen geben. Oft aber fehlen dazu Informationen von Schlüsselgruppen, die noch nicht umfassend untersucht wurden.

Akustische Fähigkeiten sind bei Landwirbeltieren weit verbreitet
Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Zürich (UZH) hat sich deshalb auf Arten konzentriert, die bisher noch nie untersucht wurden. Ihre Studie umfasst Daten für 53 Arten aus vier Hauptgruppen von Landwirbeltieren – Schildkröten, Brückenechsen, Schleichenlurche und Lungenfische – in Form von Aufzeichnungen der Laute und Informationen zum jeweiligen Verhalten. Als weitere Quelle diente ein breiter Datensatz aus der wissenschaftlichen Literatur zu 1’800 verschiedenen Spezies, der das gesamte Artenspektrum abdeckt.

«Unsere Studie zeigt, dass akustische Kommunikation bei Landwirbeltieren nicht nur weit verbreitet ist, sondern weist solche Fähigkeiten auch in mehreren Gruppen nach, die bisher als nicht-vokal angesehen wurden», sagt Erstautor Gabriel Jorgewich-Cohen, Doktorand am Paläontologischen Institut und Museum der UZH. So weisen etwa viele Schildkröten, von denen man annahm, sie seien stumm, in Wirklichkeit ein breites und komplexes akustisches Repertoire auf.

Letzter gemeinsamer Vorfahre lebte vor etwa 407 Millionen Jahren
Um zu untersuchen, wann akustische Kommunikation ihren Ursprung hatte, kombinierten die
Forschenden Daten zu den Vokalisierungsfähigkeiten von Wirbeltierarten wie Eidechsen, Schlangen, Salamandern, Amphibien und Lungenfischen mit Methoden zur Rekonstruktion der stammesgeschichtlichen Entwicklung. Zusammen mit Daten von Gruppen wie Säugetiere, Vögel und Frösche, die bekanntermassen akustisch kommunizieren, konnten die Wissenschaftler den phylogenetischen Stammbaum der akustischen Kommunikation bei Wirbeltieren nachzeichnen. «Unsere Rekonstruktionen zeigen, dass die akustische Kommunikation ein gemeinsames Merkmal dieser Tiere ist. Dieses ist mindestens so alt wie ihr letzter gemeinsamer Vorfahre, der vor etwa 407 Millionen Jahren gelebt hat», erklärt Studienleiter Marcelo Sánchez.

Akustische Kommunikation hat sich nicht mehrfach entwickelt
Bisher war wissenschaftlicher Konsens, dass die akustische Kommunikation unter den Wirbeltieren mehrfach entstanden ist, da sich die Morphologie des Gehörs und seine Empfindlichkeit sowie die Morphologie des Lautorgans unter den Wirbeltieren stark unterscheiden. Allerdings fehlten gemäss den UZH-Forschenden für diese Hypothese relevante Daten von Schlüsselarten, die bisher als nichtvokal galten oder vernachlässigt wurden. «Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass sich die akustische Kommunikation nicht mehrfach in verschiedenen Wirbeltiergruppen entwickelt hat, sondern einen gemeinsamen und alten evolutionären Ursprung hat», sagt Sánchez. (Universität Zürich/mc/ps)

Literatur:
Gabriel Jorgewich-Cohen, Simon William Townsend, Linilson Rodrigues Padovese, et al. Common evolutionary origin of acoustic communication in choanate vertebrates. Nature Communications. 25 October 2022. DOI: 10.1038/s41593-022-01177-4