스피츠베르겐의 북극고래 노래 속의 극도의 다양성

배경

포유류의 복잡한’노래’는 드물다. 많은 포유류 분류군은 반복적 인’통화’를 생산하는 동안,때로는 광고 노래라고,몇몇 포유류는 새 노래에 가까운 보컬 디스플레이를 생산,여러 주파수와 진폭 변조 요소에 의해 정의되는 문구로 결합하고 긴 관찰로 구성. 이러한 노래는 일부 박쥐(카이로 테라),긴팔 원숭이(힐로 바티 과),생쥐(스코 티 노미 스 종)를 포함한 소수의 포유류 종에서만 문서화되었습니다.1990 년대 초반에는 고래가 발견되었고,1990 년대 초반에는 고래가 발견되었고,1990 년대 초반에는 고래가 발견되었다. 남성과 여성의 듀엣있는 긴팔 원숭이를 제외하고,포유 동물의 복잡한 노래는 남성에 의해 생산 될 것으로 생각된다. 수컷 포유류는 영토를 방어하고,품질을 광고하고,동료 또는 이러한 기능의 조합을 유치하기 위해 노래하는 것으로 생각됩니다.

수염 고래의 노래는 혹등 고래에서만 광범위하게 연구되어 왔으며,이는 전체 인구에 걸쳐 한 시즌 내에 비슷한 노래를 부릅니다. 그 노래의 구조는 일제히 시즌에 걸쳐 점차 진화하고 노래 유형의 전송은 수년 동안 한 인구에서 다른 인구로 방향으로 발생하는 것으로 문서화되었습니다. 향유 고래 노래는 단위에서 하위 문구,문구,테마에 이르기까지 계층 구조로 구성됩니다.

혹등 고래에 비해 북극 고래의 노래에 대해서는 알려진 바가 적지 만,북극 고래의 노래는 일반적으로 관찰에서 반복되는 진폭 및 주파수 변조 요소를 포함하는 단일 문구로 구성되며 두 개의 서로 다른 소리가 동시에 생성되는 경우가 많습니다. 2008-2009 년 프람 해협의 파일럿 연구는 단일 겨울 기간 내에이 지역의 북극 고래에 의해 수십 개의 노래 유형이 생성되었다는 첫 번째 징후를 제공했습니다. 한 해에 여러 노래 유형이 다른 두 인구에 대해 문서화되어 있지만 다른 북극 고래 개체군에 대한 노래 다양성에 대한 연중 연구는 없습니다. 여기,우리 문서 스피츠베르겐 북극 고래 인구에서 포유류 노래에 매우 높은 간 및 내 연간 다양성.

자료 및 방법

무 지향성 수중청음기 레코더는 2010 년부터 2014 년까지 매년 9 월에 서부 프람 해협의 장기 해양계류에 배치 및 재배치되었다. 2011 년에 배치 된 계류는 복구되지 않았습니다. 악기는 일년 내내 첫 번째 14-17 분 시간−1 에 대한 음향 데이터를 기록했습니다. 복구 시 데이터가 다운로드되고 각 데이터 파일에 대해 스펙트로그램(10-4000 헤르츠,2048 포인트,50%오버랩,한 윈도우)이 생성되었습니다. 스펙트로 그램은 각 노래 유형의 시간 주파수 특성에 따라 눈으로 분류 된 북극 고래 노래의 존재에 대해 시각적으로 검토되었습니다. ‘시끄러운’노래가있는 파일(고유 한 단위,500 헤르츠를 초과하는 노래 대역폭)을 추가로 분석하여 단위 구조와 노래 구성을 결정했습니다. 두 번 이상의 반복이 발생하면 개별 곡에 고유 번호가 할당되었습니다(예:프레임 2012-11 은 2012-2013 시즌에 녹음 된 11 번째 노래 였고 프레임 2012-54 는 54 번째였습니다. 각 노래 유형은 주파수,지속 시간 및 진폭 및/또는 주파수 변조,단위 및 구의 수에 의해 특징 지어졌으며,검출 된 다른 노래 유형의 최소 수를 결정하고,이 위치에서이 종에서 노래의 다양성을 설명하기 위해 년 내 및 년 사이의 다른 모든 노래 유형과 비교되었습니다.

결과

북극고래 노래는 매년 대부분의 겨울 동안 하루 24 시간 동안 발견되었습니다(전자 보조 자료,그림 2). 가장 많은 수의 다른 노래 유형이 12 월과 1 월에 녹음되었습니다(그림 1). 3 년간의 연구 기간 동안 총 184 개의 다른 노래 유형이 녹음되었습니다. 각 노래 유형은 하나의 배포 기간에만 녹음되었습니다.

노래의 수와 타이밍에 매년 변화가 있었다. 가장 적은 노래는 2010-2011 년에 녹음되었습니다(총 39 곡 유형,895 곡 녹음). 2012-2013 년(총 69 곡,녹음 1338 곡)과 2013-2014 년(총 76 곡,녹음 998 곡)모두 서로 다른 노래가 약 두 배 많았습니다(그림 1).

대부분의 노래 유형은 몇 시간에서 며칠까지 단명했으며 한 달 이상 지속되는 경우는 거의 없었지만(그림 2),매년 몇 가지 노래 유형이 겨울 내내 지속되었습니다. 모든 년 동안 전반적인 추세는 표시 한 후 시간이 지남에 따라 사라지고 노래 유형의 진행이었다,모든 월에 발생하는 가장 큰 내 년 다양성 3 년 조사.

3 년 동안 노래가 포함 된 3231 개의 녹음 중 절반 이상(53%)은 단일 노래 유형 만 포함했으며 녹음 기간의 37%에서 두 개의 다른 노래가 발생했습니다. 모든 녹음의 10%미만이 두 개 이상의 서로 다른 노래 유형을 포함.

토론

이 3 년 연구에서 북극 고래의 노래의 다양성과 연간 변동성은 소수의 송 버드 종에 의해서만 경쟁합니다. 다른 포유류 가수 중에서 생쥐와 긴팔 원숭이는 요소가 거의없는 고정 관념이 높고 반복적 인 노래를 만드는 경향이 있습니다(예:). 락 히락스와 박쥐 노래의 변화는 주로 단위 배열의 변화를 통해 이루어집니다. 혹등 고래는 1 년 이내에 비슷한 복잡한 노래를 만듭니다. 이 연구에서 개별 북극 고래의 레퍼토리를 결정할 수는 없지만 노래 유형 카탈로그(184)는 매우 다양합니다.

개별 북극고래가 한 시즌에 여러 종류의 노래를 부르는지 여부는 알려져 있지 않지만,일부는 베링–축치–보퍼트 인구에서 같은 기간에 같은 종류의 노래를 공유하는 것으로 알려져 있다. 또한 개별 북극 고래가 평생 동안 같은 노래를 유지하는지 또는 몇 년 안에 그리고/또는 몇 년 사이에 전환하는지 알 수 없습니다.

스피츠베르겐 북극고래 개체군에서 매우 높은 노래 다양성에 대한 한 가지 설명은 현대에 이 지역을 차지하고 있는 동물들은 캐나다 동부와 서부 그린란드 북극고래 개체군에서 온 이민자들을 포함한다는 것이다. 최근까지,이 개체군은 높은 북극에서 광범위하고 뚫을 수없는 바다 얼음 덮개로 인해 서로 고립 된 것으로 가정되었습니다. 그러나 지난 수십 년 동안 해빙 범위와 두께의 극단적 인 감소는 이러한 인구 간의 접촉을 촉진했을 수 있습니다. 그러나,이 지역에 여러 개체군의 북극 고래가 포함되어 있다고하더라도,이 연구에 기록 된 다른 노래 유형의 높은 숫자 또는 해마다 노래 유형의 재발 부족을 완전히 설명하지는 못합니다.

프람 해협의 북극고래들은 극도의 역사적 착취수준에서 살아남은 최초의 스피츠베르겐 개체군의 잔재일 뿐이다. 작은 인구 규모가 노래의 다양성에 미치는 영향은 충돌합니다; 일부 연구는 소규모 인구에서 노래 다양성이 증가한다고 제안하지만 다른 연구는 감소되거나 고립 된 인구가 노래 다양성의 감소를 나타내며 더 간단한 노래를 생성한다는 것을 발견했습니다.

일부 종에서는 암컷이 다양한 노래 레퍼토리를 선호하는 것으로 보이며,노래의 복잡성이 증가하면 생식 이점이 부여 될 수 있음을 시사합니다. 울부 짖는 원숭이의 최근 연구(알루 아타 종.)(일시적인)사회 구조를 기반으로 한 남성 생식 특성의 문서화 된 절충안: 남성이 적은 그룹 또는 사회 집단이 적은 그룹에서 남성은 생식 전술로 보컬 디스플레이에 더 많은 투자를했습니다. 일반적으로 고환 크기와 보컬 레퍼토리(또는 다른 생식 표시)는 진화론 적 절충안으로 간주됩니다:사회적 맥락에 따라 이들 중 하나가 다른 것보다 인구 내의 개인에게 선택적 이점을 제공 할 수 있습니다. 예를 들어,향유 고래는 상대적으로 작은 고환을 가지고 있으며 물리적 경쟁에 참여하고 복잡한 노래 디스플레이를 제작하는 반면 오른쪽 고래(유발라 에나 종.)거대한 고환을 가지고,발성 여성에 의해’표면 활성 그룹’에 그려진,그리고 명백한 남성 음향 디스플레이 부족. 그러나 북극 고래는 큰 고환과 큰 보컬 레퍼토리를 모두 가지고 있습니다.

북극고래는 유일하게 북극에 거주하는 수염고래이다. 따라서 노래를 통한 종간 식별은 다른 고래류 종에 대한 것과 동일한 선택적 이점을 부여하지 않을 수 있습니다. 이것은 노래의 고정 관념에 대한 선택 압력을 줄여 노래의 장기적인 문화적 돌연변이의 결과로 노래 유형에 더 큰 변화를 허용하거나 노래 참신 자체가 이점을 부여 할 수 있습니다.

북극 고래가 북극 밤 동안 무거운 얼음 속에서 수 중에서 노래하기 때문에,이 종의 가변 구문에 대한 미묘한 이해를 얻기가 어려울 것이다. 그럼에도 불구하고 매년 수십 가지의 독특한 노래 유형이 생산되는 스피츠 베르겐 북극 고래의 노래 행동은 포유류 사이에서 두드러지게 만듭니다.

데이터 접근성

예시적인 노래 파일은 드라이어드 디지털 리포지토리에 보관된다(도이:10.5061/드라이어드.2000 년

저자의 기여

모든 저자는 데이터를 수집하고 분석 아이디어를 구상했습니다. 데이터 분석. 모든 저자는 결과 해석,원고 작성 및 출판에 동의하는 데 기여했습니다. 모든 저자는 작업의 모든 측면에 대한 책임이 있습니다.

경쟁 이익

우리는 경쟁 이익이 없습니다.

자금 조달

이 연구는 스발바르 환경 보호 기금,스발바르 과학 포럼,프람 센터 인센티브 기금 및 노르웨이 연구 협의회(보조금 제 244488 호/전자 10 호)가 자금을 지원했습니다.

각주

전자 보충 자료는https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4035239에서 온라인으로 제공됩니다.