Czy świetliki, żaby, ptaki, świerszcze, ryby, ssaki i ludzie mogą mieć coś wspólnego w sposobie komunikacji? Brzmi jak odważna teza, ale nowa analiza sygnałów w świecie zwierząt sugeruje coś naprawdę ciekawego. Wiele gatunków, mimo ogromnych różnic w budowie ciała i sposobie życia, wysyła sygnały w podobnym tempie: około 2 uderzeń na sekundę. To rytm, który znamy także z muzyki, chodzenia i naturalnego ruchu ciała.
Natura może pulsować w rytmie 2 uderzeń na sekundę
Naukowcy zauważyli, że wiele zwierząt komunikuje się w tempie mieszczącym się mniej więcej między 0,5 a 4 hercami. Mówiąc prościej: od pół do czterech impulsów na sekundę. Najbardziej interesujący okazał się jednak rytm około 2 herców, czyli właśnie 2 uderzenia na sekundę.
Co ważne, nie chodzi tylko o jeden typ sygnału. W analizie pojawiły się bardzo różne formy komunikacji: błyski świetlików, ćwierkanie świerszczy, odgłosy żab, ptasie rytuały godowe, sygnały ryb, a także dźwięki i gesty ssaków. Do tego dochodzi jeszcze muzyka tworzona przez ludzi, w której tempo 120 uderzeń na minutę jest wyjątkowo popularne. To dokładnie dwa uderzenia na sekundę.
Na pierwszy rzut oka może to wyglądać jak przypadek. Ale im więcej przykładów porównano, tym trudniej było zignorować podobieństwo.
Wszystko zaczęło się od świetlików i świerszczy
Początek tej historii jest bardzo prosty. Matematyk Guy Amichay z Northwestern University badał w Tajlandii synchronizację w komunikacji zwierząt. Interesowały go między innymi świetliki, które słyną z widowiskowych, zsynchronizowanych błysków.
Podczas badań terenowych naukowcy zauważyli coś dziwnego. Migające świetliki i ćwierkające w pobliżu świerszcze zdawały się działać w jednym rytmie. Wyglądało to tak, jakby dwa różne gatunki przypadkiem weszły w ten sam naturalny „beat”.
Późniejsza analiza nagrań pokazała jednak, że zwierzęta nie były ze sobą zsynchronizowane. Każdy gatunek wykonywał własny rytuał. Świetliki błyskały po swojemu, świerszcze ćwierkały po swojemu. A mimo to tempo ich sygnałów było zaskakująco podobne.
To właśnie ten szczegół uruchomił większe pytanie: czy taki rytm pojawia się także u innych zwierząt?
Jak sprawdzono rytm komunikacji zwierząt?
Badacze sięgnęli do opublikowanych prac naukowych i przeanalizowali sygnały komunikacyjne 24 gatunków należących do sześciu dużych grup: owadów, płazów, ptaków, ryb, skorupiaków i ssaków.
Dodatkowo wybrali losowo 50 sygnałów z bazy xeno-canto, która gromadzi nagrania odgłosów zwierząt. W tej części uwzględniono ptaki, nietoperze, żaby, koniki polne i ssaki lądowe.
Następnie naukowcy określili tempo każdego sygnału i porównali wyniki. Wtedy zobaczyli, że wiele gatunków, mimo ogromnych różnic, mieści się w podobnym zakresie rytmu.
Nie chodziło więc o podobieństwo między blisko spokrewnionymi zwierzętami. Mowa o organizmach, które żyją w różnych środowiskach, mają różne rozmiary i komunikują się zupełnie inaczej. Jedne świecą, inne śpiewają, jeszcze inne wydają krótkie impulsy dźwiękowe albo wykonują ruchy ciała.
A jednak często robią to w podobnym tempie.
Dlaczego akurat 2 herce?
To najciekawsze pytanie. Skoro zwierzęta mogłyby komunikować się szybciej, na przykład z częstotliwością 10 herców, dlaczego tak często wybierają wolniejszy rytm?
Jedna z hipotez mówi, że rytm około 2 herców może być łatwiejszy do przetwarzania przez mózg. Nie tylko ludzki, ale także mózg innych zwierząt. Naukowcy sugerują, że taki rytm może działać jak wygodna częstotliwość nośna. Sam w sobie nie musi przekazywać treści, ale pomaga przyciągnąć uwagę i „ustawić” odbiorcę na sygnał.
Można to porównać do muzyki. Rytm nie jest całą piosenką, ale tworzy podstawę, na której pojawiają się kolejne elementy: melodia, akcenty, głos, emocje. Podobnie w komunikacji zwierząt tempo może być fundamentem, a konkretna informacja pojawia się dopiero na jego tle.
Mózg może lubić taki rytm
W analizie pojawia się też trop związany z działaniem neuronów. Komórki nerwowe potrzebują czasu, aby przetworzyć informację i przygotować się do kolejnego impulsu. Według badaczy optymalny odstęp może wynosić około pół sekundy.
A pół sekundy między impulsami oznacza właśnie rytm 2 herców.
Aby sprawdzić tę możliwość, naukowcy zbudowali komputerowy model obwodu neuronowego. Następnie badali, jak reaguje on na sygnały impulsowe o różnym tempie. Model najsilniej odpowiadał na sygnał o częstotliwości 2 herców.
To nie jest jeszcze ostateczny dowód, ale mocna wskazówka. Możliwe, że wiele organizmów korzysta z podobnego rytmu, ponieważ ich układy nerwowe najlepiej odbierają właśnie takie tempo.
Ludzie też dobrze czują 2 uderzenia na sekundę
Wątek ludzki jest tu szczególnie ciekawy. Tempo 120 uderzeń na minutę, czyli 2 uderzenia na sekundę, jest bardzo częste w muzyce popowej i rockowej. To rytm, do którego łatwo się poruszać, klaskać, maszerować albo tańczyć.
Nie jest to przypadkowe. Nasze ciało także działa w rytmach. Chodzenie, ruch kończyn, kołysanie ciała — wiele z tych czynności naturalnie mieści się w podobnym zakresie tempa. Dlatego muzyka oparta na takim pulsie wydaje się intuicyjna i „wchodzi w ciało” bez większego wysiłku.
Oczywiście ludzie potrafią tworzyć muzykę dużo szybszą, wolniejszą albo bardziej eksperymentalną. Zwierzęta również są zdolne do sygnałów wykraczających poza ten zakres. Ale to właśnie okolice 2 herców wyjątkowo często wracają w komunikacji i rytmicznych zachowaniach.
Czy to znaczy, że natura naprawdę ma wspólny rytm?
Tu trzeba zachować ostrożność. Badanie jest fascynujące, ale ma swoje ograniczenia. Na Ziemi żyją miliony gatunków, a analiza objęła tylko niewielką część zwierzęcej komunikacji. Do tego może istnieć błąd selekcji: ludzie mogą częściej zauważać i badać sygnały, które sami łatwiej odbierają.
Innymi słowy, nie można jeszcze powiedzieć, że cała natura „nadaje” w jednym rytmie. Można jednak powiedzieć coś bardziej ostrożnego i równie ciekawego: w wielu niezależnych przykładach komunikacji zwierząt pojawia się podobne tempo, a rytm około 2 uderzeń na sekundę może mieć głębszy związek z pracą układu nerwowego.
To odkrycie nie zamyka tematu. Raczej otwiera nowe pytania. Czy podobny rytm występuje u jeszcze większej liczby gatunków? Czy wynika z ograniczeń biologicznych? A może z tego, że taki sygnał najłatwiej przyciąga uwagę odbiorcy?
Zakończenie
Analiza rytmu komunikacji zwierząt pokazuje, że natura może być bardziej uporządkowana, niż wydaje się na pierwszy rzut oka. Świetliki, świerszcze, żaby, ptaki, ryby, ssaki i ludzie korzystają z bardzo różnych sposobów sygnalizowania. Jedne gatunki świecą, inne śpiewają, jeszcze inne poruszają ciałem albo wydają krótkie impulsy.
A jednak wiele z tych sygnałów spotyka się w podobnym tempie: blisko 2 uderzeń na sekundę.
Nie wiemy jeszcze, czy to ślad wspólnej biologicznej zasady, wygodny rytm dla mózgu, czy efekt kilku nakładających się mechanizmów. Wiemy natomiast, że jest to jeden z tych tematów, które pokazują, jak wiele wspólnego mogą mieć organizmy pozornie kompletnie od siebie różne.
Czasem wystarczy posłuchać świerszcza, spojrzeć na świetlika albo włączyć piosenkę w radiu, żeby zauważyć, że życie naprawdę potrafi mieć rytm.
Badania opublikowano w czasopiśmie PLOS Biology .