Η εξελικτική διαδρομή της φωνής

0
191

Σήμερα θεωρούμε δεδομένο ότι κάθε οικοσύστημα στον πλανήτη βοά από τους ήχους των ζώων, από τα τραγούδια των φαλαινών στους ωκεανούς, μέχρι τα κελαηδίσματα των πουλιών, τους ήχους των βατράχων και των εντόμων στα δάση, τη φασαρία των ανθρώπων και των τεχνολογικών τους κατασκευών στις πόλεις. Ομως, τον περισσότερο χρόνο ύπαρξης της Γης, οι μόνοι ήχοι που ακούγονταν στην επιφάνειά της ήταν οι ήχοι του ανέμου, της βροχής και των κυμάτων.

Πρόσφατες μελέτες της εξέλιξης των ακουστικών δυνατοτήτων των ζώων οδηγούν σε μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου που προέκυψε η σημερινή κατάσταση πραγμάτων. Τα απολιθώματα αποκαλύπτουν πότε εμφανίστηκαν για πρώτη φορά οι κυριότεροι τύποι μηχανισμών παραγωγής ήχου και ανίχνευσης ήχου (ακοής), στους προδρόμους των σημερινών ασπόνδυλων και σπονδυλωτών ζώων. Σε ορισμένες περιπτώσεις είναι δυνατή ακόμη και μια βάσιμη αναπαραγωγή των ήχων, που παρήγαγαν τα εξαφανισμένα αυτά ζώα.

Ησυχία

Τα απολιθώματα δείχνουν ότι η ζωή έκανε τα πρώτα της βήματα στη Γη πριν από 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά οι πρώτοι οργανισμοί, τα μικρόβια και πολύ αργότερα κάποιοι οργανισμοί που μοιάζουν με τις σημερινές μέδουσες, ήταν μια απολύτως ήσυχη παρέα. Μόνο κατά το εξελικτικό ξέσπασμα της Κάμβριας γεωλογικής περιόδου, πριν από 541 εκατομμύρια χρόνια και έως πριν από 485,4 εκατομμύρια χρόνια, τα ζώα αποκτούν κάποιες βασικές ικανότητες παραγωγής ήχου, που σχετίζεται με τη μετακίνησή τους ή τη διαδικασία του κυνηγιού. Η φασαρία από τα ζώα αυτά, που ζουν κάτω από το νερό, δεν ξεπερνούσε τον ήχο από την κίνηση των ποδιών κάποιου αρθρόποδου πάνω στην άμμο, ή από το θρυμμάτισμα του κελύφους κάποιου οστράκου από ένα κεφαλόποδο. Στην ξηρά επικρατούσε ακόμη ησυχία. Χρειάστηκε να περάσουν άλλα 200 εκατομμύρια χρόνια, μέχρι να ακουστεί το βούισμα των εντόμων.

Τα πρώτα έντομα χρονολογούνται πριν από 408 εκατομμύρια χρόνια, αλλά μάλλον ούτε έβγαζαν ήχους, ούτε άκουγαν. Η πρώτη σαφής ένδειξη εντόμου, που να μπορεί να παράγει ή να ακούει ήχους, προέρχεται από ένα απολίθωμα γρύλου, ηλικίας 250 εκατομμυρίων ετών, που έχει τα απαραίτητα ανατομικά χαρακτηριστικά. Τα έντομα αυτά διαθέτουν ένα ζευγάρι ελύτρων, που το κλικ του λυγίσματος και της επαναφοράς τους προκαλεί πολύ ισχυρό ήχο. Για τα πρώτα έντομα που μπορούσαν να παράγουν και να ακούν ήχους τα πλεονεκτήματα ήταν πολλά. Μπορούσαν να επικοινωνούν σε μεγάλες αποστάσεις, να ακούν τους θηρευτές να πλησιάζουν και ίσως να ελκύουν τα θηράματά τους μιμούμενα τους ήχους που κάνει το ταίρι του είδους που θηρεύουν. Επιπλέον, ο ήχος πρόσφερε ένα νέο μέσο προσέλκυσης του άλλου φύλου.

Εξελικτικοί πειραματισμοί

Τα σπονδυλωτά πιθανώς άρχισαν να πειραματίζονται με τον ήχο περίπου την ίδια περίοδο με τα έντομα. Τα σημερινά αμφίβια, τα ερπετά και τα θηλαστικά διαθέτουν λάρυγγα, μια βιολογική κατασκευή παραγωγής ήχου, κοντά στο ανώτερο τμήμα του αεραγωγού τους. Αυτό σημαίνει ότι όλα το απέκτησαν από τον τελευταίο κοινό τους πρόγονο, που με τη σειρά του σημαίνει ότι ο λάρυγγας είναι τόσο παλιός όσο και τα σπονδυλωτά της ξηράς, δηλαδή 300 εκατομμυρίων ετών. Πιθανότατα χρειάστηκαν εκατομμύρια χρόνια μέχρι να εξελιχθούν οι πολύ ειδικές ή πολύ ισχυρές κραυγές σε αυτά τα ζώα. Λίγα είναι γνωστά γι’ αυτό το πρώιμο στάδιο απόκτησης φωνής των σπονδυλωτών, καθώς ο λάρυγγας είναι φτιαγμένος από χόνδρο, που δεν διατηρείται εύκολα ως απολίθωμα.

Εκείνο που γνωρίζουμε είναι ότι στον Μεσοζωικό αιώνα, πριν από 230 εκατομμύρια χρόνια, τα σπονδυλωτά απέκτησαν ευρύ φάσμα φωνητικών ικανοτήτων. Τότε εμφανίζονται οι βάτραχοι, ενώ κάνουν και το ντεμπούτο τους τα πρώτα θηλαστικά. Αν και δεν έχουμε πολλά στοιχεία για τις ικανότητες παραγωγής ήχου αυτών των θηλαστικών, γνωρίζουμε για την ακοή τους, καθώς διέθεταν το χαρακτηριστικό αυτί όλων των θηλαστικών, με τα τρία οστάρια στο μέσο αυτί, δύο από τα οποία προέρχονται από οστά που στα περισσότερα άλλα σπονδυλωτά συμμετέχουν στο σχηματισμό του σαγονιού. Τα αυτιά των θηλαστικών είναι προσαρμοσμένα για να συλλαμβάνουν ήχους σχετικά υψηλής συχνότητας, βοηθώντας τα να εντοπίζουν έντομα. Ισως μπορούσαν να παράγουν και ανάλογους ήχους, επιτρέποντας τη μεταξύ τους επικοινωνία σε ηχητικές μπάντες, που πολύ λίγα άλλα ζώα μπορούσαν να ανιχνεύσουν.

Ήχοι δεινοσαύρων

Μεταξύ των πιο ταλαντούχων ζώων σε ζητήματα ήχου στον Μεσοζωικό αιώνα ήταν οι δεινόσαυροι. Χαρακτηριστική περίπτωση ο φυτοφάγος παρασαυρόλοφος, ο οποίος έφερε μεγάλο λοφίο συνδεδεμένο με το αναπνευστικό του σύστημα, που ερευνητές έδειξαν ότι λειτουργούσε και ως εξαιρετικό αντηχείο. Αλλοι δεινόσαυροι φαίνεται να μπορούσαν να παράξουν σαλπίσματα σαν των ελεφάντων, ήχους σαν φυσήματα ή απλώς κρωγμούς σαν κορναρίσματα. Κρωγμούς παρά βρυχηθμούς πρέπει να ήταν ικανός να παράξει ο Τυραννόσαυρος Ρεξ, με βάση τη μορφή των οστών κεφαλιού του. Βεβαίως η ένταση των ήχων αυτών θα ήταν ανάλογη με αυτή που μπορεί να παράξει ο κλάδος κρουστών μιας μεγάλης ορχήστρας και ισχυρό στοιχείο εκφοβισμού του θύματος ή του αντιπάλου του σε μικρή απόσταση. Από την άλλη μεριά, οι μακρυλαίμηδες τεράστιοι βραχιόσαυροι πρέπει να μην ήταν ικανοί για τίποτα περισσότερο από έναν ήχο σαν σφύριγμα.

Ομως ένα είδος δεινοσαύρων ξεχώρισε όσον αφορά τις ηχητικές του ικανότητες: Τα πουλιά. Τα πρώτα πουλιά χρονολογούνται πριν από 150 εκατομμύρια χρόνια, αν και οι ηχητικές τους ικανότητες ίσως εξελίχθηκαν λίγο αργότερα. Τα πουλιά έχουν μια ειδική φωνητική δομή, που ονομάζεται σύριγγα. Ο λάρυγγάς τους, που έχει ελάχιστο μέγεθος, βρίσκεται κοντά στο άνω άκρο του αεραγωγού, αλλά η σύριγγα βρίσκεται στο άλλο άκρο, ακριβώς πριν την τραχεία, που διακλαδώνεται προς τους πνεύμονες. Αυτό τους δίνει δύο πλεονεκτήματα. Με την ίδια ενέργεια μπορούν να παράξουν πιο ισχυρό ήχο, ενώ στην περίπτωση των ωδικών πτηνών μπορούν να παράξουν διαφορετικές ηχητικές κλίμακες από τον αέρα που προέρχεται από καθέναν από τους δύο πνεύμονες. Υπάρχουν κενά στην κατανόηση της προέλευσης της σύριγγας, αφού το πρώτο απολίθωμα που τη διαθέτει είναι του εξαφανισμένου πουλιού Βεγκάβις της Κρητιδικής περιόδου (πριν από 69 έως 66 εκατομμύρια χρόνια). Σ’ αυτό όμως η σύριγγα είναι ήδη πολύ εξελιγμένη, άρα πρέπει να υπήρχε σε απλούστερη μορφή και σε παλιότερα είδη.

Οι πτερόσαυροι, τα πρώτα σπονδυλωτά που κατάφεραν να πετάξουν και τα οποία παρά το όνομά τους – αν και ερπετά – δεν είναι δεινόσαυροι, δεν παρήγαγαν ήχους σαν των πουλιών. Ισως έκαναν ήχους όπως οι δεινόσαυροι, αλλά ενδεχομένως και ένα πολύ ισχυρό κροτάλισμα των τεράστιων ραμφών τους.

Ραντάρ

Με τον ερχομό του Καινοζωικού αιώνα, πριν από 66 εκατ. χρόνια, η βιολογική εξέλιξη έφερε μια εντελώς νέα ικανότητα ακουστικής βίωσης του κόσμου: Τον ηχοεντοπισμό. Τα ζώα που τον διαθέτουν παράγουν μια κατευθυνόμενη ηχητική ακτίνα και ακούν την ηχώ της, για να προσδιορίσουν την απόσταση, την ταχύτητα και το σχήμα των αντικειμένων πάνω στα οποία ανακλάστηκε. Ο ηχοεντοπισμός είναι εξαιρετικός για πλοήγηση και κυνήγι στο σκοτάδι ή σε λασπώδη νερά. Για να μπορέσει το ζώο να εντοπίσει πολύ μικρά αντικείμενα, όπως τα έντομα, πρέπει να παράγει υπέρηχους. Ορισμένες νυχτερίδες μπορούν να παράγουν ήχους 200.000 χερτζ, δέκα φορές πάνω από το ανώτατο όριο συχνότητας που αντιλαμβάνεται ο άνθρωπος! Για να ακούν καλά την ηχώ, οι νυχτερίδες έχουν συγκριτικά τεράστια εξωτερικά αυτιά και συγκριτικά μεγάλο κοχλία. Νυχτερίδες πριν από 50 εκατομμύρια χρόνια διέθεταν αυτά τα απαραίτητα ανατομικά χαρακτηριστικά.

Ο ηχοεντοπισμός ήταν μεγάλη οικολογική επανάσταση: Τα σπονδυλωτά για πρώτη φορά μπορούσαν να κυνηγήσουν έντομα σε πλήρες σκοτάδι. Μετά από 257 εκατομμύρια χρόνια, τα έντομα δεν είχαν πού να κρυφτούν. Γι’ αυτό οι νυχτερίδες άκμασαν και σήμερα αποτελούν το 25% των θηλαστικών. Στη θάλασσα, ο ήχος μεταδίδεται με ακόμη λιγότερες απώλειες απ’ ό,τι στη στεριά, έτσι ενώ οι νυχτερίδες μπορούν να εντοπίσουν αντικείμενα σε απόσταση μέχρι 100 μέτρα, τα δελφίνια με ηχοεντοπισμό μπορούν να κάνουν το ίδιο σε απόσταση 220 μέτρων. Εκεί που το ζήτημα δεν είναι να συλληφθεί η ηχώ, αλλά να μεταφερθεί το μήνυμα, οι χαμηλότερης συχνότητας ήχοι είναι προτιμότεροι. Πλεονέκτημα έχουν τα μεγάλα θαλάσσια κήτη, με πρωταθλητές τις μπαλένες φάλαινες, που εκπέμπουν υποήχους μέσα από τους λάρυγγες μήκους 60 εκατοστών, που διαθέτουν. Η εμβέλεια των ήχων αυτών είναι εκατοντάδες, ίσως και χιλιάδες χιλιόμετρα.

Ομιλία

Η φωνή του ανθρώπου δεν είναι ούτε υπέρηχος, ούτε υπόηχος. Δεν φτάνει πολλά χιλιόμετρα μακριά, ακόμη και σε ήσυχο περιβάλλον. Τα ανατομικά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν περίτεχνη χρήση της φωνής υπήρχαν από την αρχή της εμφάνισης του είδους άνθρωπος (Homo) πριν από 2,8 εκατομμύρια χρόνια. Ομως η εμφάνιση της γλώσσας, του πιο δυναμικού τρόπου χρήσης του ήχου, πραγματοποιήθηκε μόνο όταν ο άνθρωπος άρχισε να εξανθρωπίζεται από την εργασία, όταν προέκυψε η ανάγκη για επικοινωνία πάνω στην κοινή προσπάθεια για την επιβίωση και πολύ περισσότερο όταν διαμορφώθηκε ένα κοινωνικό πλαίσιο παραγωγής, που απαιτούσε μεγαλύτερη ακρίβεια περιγραφής και μεταφοράς των πληροφοριών, από άνθρωπο σε άνθρωπο, από γενιά σε γενιά μέσα στη φυλή και αργότερα μεταξύ των φυλών. Η φωνή του ανθρώπου μπορεί να μην είναι η πρώτη φωνή ζώου πάνω στη Γη, ή η πιο δυνατή, ή η πιο μελωδική, αλλά είναι σίγουρα εκείνη που άλλαξε περισσότερο τον κόσμο.

Επιμέλεια: Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ

Πηγή: «Scientific American»

Comments are closed.