Любовные песни в песке: Ученые подслушали брачные ритуалы крабов-скрипачей

Впервые исследователи из Оксфордского университета с помощью геофонов изучили увлекательные брачные демонстрации крабов-скрипачей. Результаты, опубликованные в Journal of Experimental Biology, дают новое представление о том, как эти животные эффективно общаются на шумном морском берегу.

Для самцов крабов-скрипачей вибрационные сигналы — ключевая часть брачного ритуала. Они создаются постукиванием по земле увеличенной клешней или ударами панциря о грунт. Однако до сих пор было неясно, насколько эффективно эти сигналы передают информацию в акустически хаотичной и конкурентной приливной зоне.

Чтобы это выяснить, исследователи из Animal Vibration Lab Оксфордского университета изучили брачное поведение европейского краба-скрипача (Afruca tangeri), обитающего на южных илистых отмелях Пиренейского полуострова.

Их новаторский подход впервые позволил записать поведение самцов с помощью камер GoPro и геофонов, точно регистрирующих акустические вибрации. Ключевым вопросом было, как сейсмические сигналы зависят от размера особи и, следовательно, насколько «честно» они передают информацию о пригодности самца как партнера.

Ученые наблюдали, что самцы выполняют повторяющийся четырехэтапный ритуал: начинают с легкого взмаха большой клешней, затем последовательно машут и опускают тело, создавая вибрационный сигнал, после чего совершают одновременные движения и, наконец, демонстрируют подземный барабанный бой, если самка приближается к норе. Сейсмическая энергия нарастает на каждом этапе.

Измерив более 8000 записей ударных сейсмических сигналов, исследователи показали, что морфология самца является критическим фактором, определяющим характеристики сигнала.

В частности, самцы с более крупными клешнями производили сейсмические сигналы с более высокой энергией и амплитудой ударов. Это, по-видимому, не позволяет самцу «лгать» о своем размере, позволяя самкам оценивать качество самца и размер клешни издалека.

Ведущий автор исследования Том Малдер заявляет: «Похоже, самцы не могут или не хотят лгать о своем физическом размере. Самки могут полагаться на громкость сейсмических сигналов, чтобы честно оценить качество потенциального партнера, даже не видя его».

Кроме того, исследователи обнаружили, что хотя частота вибраций оставалась постоянной, длина, ритм и громкость сигналов варьировались в зависимости от брачного поведения. Это позволило различать разные типы поведения (например, опускание тела vs. подземный барабанный бой) только на основе сейсмических записей. Команда даже обучила программу машинного обучения автоматически классифицировать поведение с точностью до 70%.

Это открывает возможность использования машинного обучения для автоматического обнаружения присутствия и поведения животных на основе вибраций, передающихся по субстрату, для дистанционного мониторинга — например, исчезающих видов в африканской саванне, хромого скота или насекомых-вредителей на сельскохозяйственных культурах.

Ударные, а не вокальные средства сейсмической коммуникации выгодны в условиях обитания этих крабов. Изменение громкости и частоты повторения сигналов, хотя и простое, является эффективным способом общения для мелких животных в этих шумных средах.

Автор-корреспондент доктор Бет Мортимер резюмирует: «Более крупные клешни имеют преимущество, преодолевая сейсмический шум, что позволяет сигналить самкам, находящимся дальше, и самки проявляют к таким самцам больший интерес. Однако преимущества наблюдаются только для ударных сигналов, таких как барабанная дробь, и, к счастью для крабов с меньшими клешнями, это лишь часть брачного ритуала».