Мексиканские тетры, мелкие рыбки из рек, озер и пещерных водоемов США и Мексики, общаются с помощью щелчков, хлопков и рычания. Однако особи, живущие в разных пещерах, скорее всего, с трудом поймут друг друга. Проанализировав звуковые сигналы тетр из шести пещерных популяций, ихтиологи пришли к выводу, что в каждой из них сформировался уникальный диалект. Более того, отдельные особи оказались носителями индивидуальных звуковых особенностей. Препринт исследования опубликован на сайте bioRxiv.
Рыб принято считать немыми. Однако в действительности многие из них весьма разговорчивы и используют разнообразные звуковые сигналы, чтобы привлекать партнеров, отгонять конкурентов и предупреждать сородичей о приближении хищников. Некоторые рыбы предпочитают петь хором, подобно птицам, причем иногда они издают такой громкий шум, что он может оглушить оказавшееся рядом животное.
Зоологи считают, что способность издавать звуки стимулировала видообразование в нескольких группах рыб, включая цихлид (Cichlidae) и рыб-игл (Syngnathinae). Благодаря различиям в звуковых сигналах между близкородственными видами или даже популяциями внутри одного вида формировался репродуктивный барьер, который не позволял их представителям скрещиваться между собой. Пример пираний Serrasalmus marginatus иллюстрирует ранние этапы данного процесса. Среди этих рыб есть желтоглазые и красноглазые особи, которые издают звуки с разной амплитудой.
Команда ихтиологов под руководством Кэрол Гиацинт (Carole Hyacinthe) из Гарвардского университета сосредоточила внимание на еще одном виде рыб, который полагается на звуковую коммуникацию. Речь о мексиканских тетрах (Astyanax mexicanus), населяющих США и Мексику. Хотя обычно тетры живут в реках и озерах, около 30 популяций этого вида освоили пещерные водоемы. Предполагается, что в течение последних двадцати тысяч лет подземные формы независимо возникали среди тетр по крайней мере пять раз. При этом одни в одних пещерах тетры полностью утратили глаза и стали альбиносами, а особи из других пещер отличаются от сородичей с поверхности лишь немного более слабым зрением (тем не менее, все мексиканские тетры, независимо от того, живут ли они на поверхности или в пещере, могут скрещиваться друг с другом и приносить плодовито потомство).
В репертуар всех мексиканских тетр входит шесть звуков: щелчки, повторяющиеся щелчки, хлопки, повторяющиеся хлопки, резкие щелчки и рычание. Однако ранее Гиацинт и ее коллеги обнаружили, что у особей из поверхностных популяций и особей из пещеры Пачон сигналы имеют разные значения и используются в разных ситуациях. Например, тетры с поверхности издают резкие щелчки, когда вступают в конфликты с сородичами, а пещерные тетры — во время кормления. Это навело исследователей на идею сравнить диалекты рыб из пещер Молино, Пачон, Лос-Сабинос, Тинаха, Чика и Субтерранео, которые относятся к трем разным горным хребтам (Гватемала, Эль-Абра и Микос; предполагается, что на каждом из хребтов обитает своя эволюционная линия тетр, независимо перешедшая к пещерной жизни). В 2016–2017 году авторы поймали в каждой из этих пещер от четырех до двадцати пяти тетр и записали издаваемые ими звуки. В общей сложности им удалось собрать 44 часа аудиоматериалов.
Проанализировав собранные записи, Гиацинт и ее соавторы выяснили, что чаще всего пещерные тетры издают щелчки и повторяющиеся щелчки частотой от 50 герц до 10 килогерц. Именно на этих звуках исследователи и решили сосредоточиться. Они отобрали по 50–100 примеров щелчков и повторяющихся щелчков для каждой пещерной популяции, а потом сравнили их между собой.
Оказалось, что для одиночных щелчков продолжительность, преобладающая частота и отношение сигнал/шум заметно отличаются между всеми шестью пещерами. Например, в Тинахе и Чике тетры издают самые долгие щелчки, в Молино и Чике — самые высокие, а в Субтерранео — самые низкие. Отношение сигнал/шум достигает самых высоких значений в Чике, а самых низких — в Тинахе. Похожие различия удалось выявить и для повторяющихся щелчков. Максимальная продолжительность отдельных сигналов в серии отмечена в Тинахе. Тетры из Пачона издают в десять раз больше щелчков на единицу времени, чем их сородичи из других пещер (при этом продолжительность всей серии щелчков относительно невелика). В Субтерранео авторы записали самые долгие серии щелчков — как по времени, так и по количеству отдельных импульсов, а в Молино были отмечены максимальные интервалы между отдельными щелчками.
Таким образом, щелчки и повторяющиеся щелчки пещерных тетр из разных популяций заметно отличаются друг от друга. Связать эти различия с размером рыб или их родственными связями авторам не удалось. Дополнительный анализ подтвердил, что в каждой пещере действительно сформировался уникальный диалект. Их эволюция, судя по всему, шла независимо. На это указывает тот факт, что диалекты родственных популяций из пещер с одного горного хребта могут отличаться друг от друга сильнее, чем от диалектов неродственных популяций с других горных хребтов. Например, звуковые сигналы тетр из пещеры Субтерранео на хребте Микос больше всего напоминают сигналы их сородичей из пещеры Лос-Сабинос на хребте Эль-Абра, а диалект пещеры Молино (хребет Гватемала) ближе всего к диалекту пещеры Чика (хребет Эль-Абра).
Исследователи полагают, что в каждой пещере тетрам приходилось приспосабливаться к конкретным биотическим и абиотическим условиям, что повлияло на то, какие звуки они издают. Кроме того, в одних пещерах рыбы полностью лишились зрения, а в других этот процесс не успел зайти так далеко. Возможно, отличия в строении челюстных и лицевых костей, связанные с разной степенью деградации глаз, также сказались на репертуаре тетр. В целом же авторы считают особенности диалектов нейтральным признаком, который эволюционирует путем дрейфа генов. В конце концов он приведет к тому, что тетры из разных пещер перестанут понимать друг друга, не смогут образовывать пары и разойдутся на отдельные виды.
В ходе дополнительного анализа Гиацинт и ее соавторы проверили, насколько отличаются щелчки и повторяющиеся щелчки внутри каждой пещеры. В результате в пещере Молино, где они поймали и записали всего четырех особей, было выявлено четыре варианта сигналов. В пещерах Пачон и Субтерранео авторы записали голоса 10 и 12 особей соответственно — и обнаружили 8 и 9 вариантов сигналов. По мнению авторов, это указывает, что помимо характерных для каждой пещеры диалектов у тетр есть индивидуальные звуковые особенности.
Ранее мы рассказывали о том, как зоологи обнаружили диалекты у других подземных обитателей — голых землекопов (Heterocephalus glaber). Проанализировав почти сорок тысяч записей чириканья, которое эти грызуны издают в качестве приветствия, исследователи пришли к выводу, что каждая колония обладает собственным диалектом, позволяющим ее членам отличать соплеменников от чужаков. Диалект не является врожденным: эксперименты показали, что землекопы учатся ему в первые месяцы жизни. При этом для его поддержания необходимо присутствие королевы.
Комментарии