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Wirbeltiere gaben schon vor 400 Millionen Jahren Laut

Fähigkeit zu Lautäußerungen geht auf gemeinsamen Vorfahren aller Landwirbeltiere zurück

SChildkröte
Von wegen stumm: Auch Schildkröten kommunizieren über Laute – wie fast alle anderen Landwirbeltiere. © Jorgewich-Cohen et al.

Tönende Evolution: Schon der gemeinsame Vorfahre aller Landwirbeltiere und Lungenfische konnte über Laute kommunizieren, wie eine vergleichende Studie nun enthüllt. Anders als bislang gedacht entwickelte sich die Fähigkeit zur akustischen Kommunikation bei Wirbeltieren demnach nicht mehrfach unabhängig voneinander. Stattdessen gibt es eine gemeinsame Wurzel – sie eint Schildkröte, Lungenfisch, Vogel und Mensch. Allen gemeinsam ist, dass ihre Lautorgane die Atemluft als Schallproduzenten nutzen.

Ob quakende Frösche, singende Vögel oder die menschliche Sprache: Die akustische Kommunikation spielt unter Wirbeltieren eine wichtige Rolle. Sie vermittelt Artgenossen wichtige Informationen und signalisiert Zugehörigkeit. Als Stimmorgane haben die Landwirbeltiere dabei sehr unterschiedliche Strukturen ausgebildet – vom spezialisierten Syrinx der Vögel über unseren Kehlkopf bis zum Ultraschall-Apparat der Fledermäuse. Deshalb ging man bisher davon aus, dass die Fähigkeit zu Lautäußerungen bei diesen Tiergruppen mehrfach unabhängig voneinander entstanden ist.

Lautäußerungen
In allen Gruppen der luftatmenden Wirbeltiere einschließlich der Lungenfische existiert akustische Kommunikation. © Jorgewich-Cohen et al./ Nature Communications

Selbst Lungenfische „sprechen“

Doch nun zeichnet eine Studie von Gabriel Jorgewich-Cohen von der Universität Zürich und seinen Kollegen ein anderes Bild. Sie haben die Lautäußerungen von 53 Tierarten aus vier Hauptgruppen untersucht, deren akustische Fähigkeiten bisher kaum erforscht waren: Schildkröten, Brückenechsen, Schleichenlurche und Lungenfische. Viele Vertreter dieser Gruppen galten bisher als stumm, weil entsprechende Nachweise fehlten. Die Forschenden holten dies nun mit Tonaufnahmen nach.

Das Ergebnis: „Alle untersuchten Arten besitzen ein variables akustisches Repertoire und können eine Reihe verschiedener Laute produzieren“, berichten Jorgewich-Cohen und sein Team. Selbst Lungenfische produzieren sowohl unter Wasser wie an der Luft Töne. Bei den Schildkröten, die lange als weitgehend stumm galten, fanden die Biologen akustische Kommunikation bei Vertretern aller Familien. Auch mehrere Arten der zu den Amphibien gehörenden Schleichenlurche geben Laute von sich.

„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 Jorgewich-Cohen.

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Konvergent oder homolog?

Das wirft die Frage auf, ob diese Fähigkeiten zur Laut-Kommunikation konvergent – unabhängig voneinander – entstanden sind oder aber auf einen gemeinsamen Ursprung zurückgehen. Um das zu ermitteln, werteten die Forschenden die Kommunikation von 1.800 weiteren Arten aus allen Gruppen der Landwirbeltiere aus und unterzogen sie einer Stammbaumanalyse. Dadurch konnten sie den phylogenetischen Stammbaum der akustischen Kommunikation bei Wirbeltieren nachzeichnen.

„Unsere Rekonstruktionen zeigen, dass die akustische Kommunikation ein homologes Merkmal dieser Tiere ist“, berichtet Seniorautor Marcelo Sánchez von der Universität Zürich. „Dieses ist mindestens so alt wie ihr letzter gemeinsamer Vorfahre, der vor etwa 407 Millionen Jahren gelebt hat.“ Trotz der anatomischen Unterschiede der Organe für Gehör und Lauterzeugung bei den Landwirbeltieren inklusive der Lungenfische gehen sie demnach alle auf einen gemeinsamen Ursprung zurück.

Gemeinsamer Ursprung

Die bisherige Annahme, dass die Fähigkeit zur akustischen Kommunikation mehrfach unabhängig voneinander bei verschiedenen Wirbeltiergruppen wie Säugetieren, Vögeln oder Lurchen entstanden ist demnach falsch. „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. (Nature Communications, 2022; doi: 10.1038/s41467-022-33741-8)

Quelle: Nature Communications, Universität Zürich

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