Các đặc điểm âm thanh và sự biến đổi trong các âm nấc của cá nóc hàu Opsanus tau

Springer Science and Business Media LLC - Tập 84 - Trang 325-337 - 2009
Karen P. Maruska1,2,3, Allen F. Mensinger1,2
1Marine Biological Laboratory, Hole, USA
2Biology Department, University of Minnesota-Duluth, Duluth, USA
3Biology Department, Stanford University, Stanford, USA

Tóm tắt

Giao tiếp âm thanh là rất quan trọng cho sự thành công trong sinh sản của cá nóc hàu Opsanus tau. Trong khi các nghiên cứu trước đây đã xem xét các đặc điểm âm thanh, bối cảnh hành vi, sự khác biệt địa lý và tính mùa vụ của âm thanh quảng cáo kiểu huýt sáo, thì thông tin về âm nấc hoặc các âm thanh không quảng cáo khác trong loài này vẫn còn hạn chế. Nghiên cứu này đã liên tục theo dõi sản xuất âm thanh ở cá nóc được duy trì trong môi trường ngoài trời trong bốn tháng để xác định và đặc trưng hóa các âm nấc, so sánh chúng với âm huýt sáo, và kiểm tra mối liên hệ giữa tần suất âm nấc, các đặc điểm âm thanh và các tham số môi trường. Cá nóc hàu đã phát ra âm nấc như một phản ứng với việc xử lý, cũng như các âm nấc đơn lẻ (70% tổng số âm nấc), âm nấc đôi (10%), và chuỗi âm nấc (20%) trong suốt thời gian nghiên cứu từ tháng Năm đến tháng Chín. Các loại âm nấc khác nhau về cấu trúc sóng, độ dài và tần số, và chúng ngắn hơn cũng như có tần số cơ sở thấp hơn so với tần suất lặp lại của âm huýt sáo. Nhiệt độ nước cao hơn có liên quan đến một số lần phát âm nấc nhiều hơn, tần số cơ bản cao hơn, và thời gian âm thanh ngắn hơn. Số lượng âm nấc mỗi ngày cũng có mối tương quan tích cực với độ dài ngày và sự chênh lệch biên độ thủy triều tối đa (đã được huấn luyện trước) liên quan đến kỳ trăng tròn và trăng non, do đó cung cấp bằng chứng đầu tiên về nhịp điệu âm thanh bán nguyệt ở cá nóc hàu. Những dữ liệu này cung cấp thông tin mới về khả năng âm thanh và các yếu tố môi trường có liên quan đến sản xuất âm thanh ở cá nóc, và có những tác động quan trọng đối với giao tiếp âm thanh theo mùa ở loài cá có khả năng phát âm mẫu này.

Từ khóa

#giao tiếp âm thanh #cá nóc hàu #âm nấc #đặc điểm âm thanh #môi trường

Tài liệu tham khảo

Amorim MCP, Vasconcelos RO, Marques JF, Almada F (2006) Seasonal variation of sound production in the Lusitanian toadfish Halobatrachus didactylus. J Fish Biol 69:1892–1899 doi:10.1111/j.1095-8649.2006.01247.x Amorim MCP (2006) Diversity of sound production. In: Ladich F, Collin SP, Moller P, Kapoor BG (eds) Communication in Fishes. Science Publishers, Enfield, NH, pp 71–105 Barimo JF, Fine ML (1998) Relationship of swim-bladder shape to the directionality pattern of underwater sound in the oyster toadfish. Can J Zool 76:134–143 doi:10.1139/cjz-76-1-134 Barlow RB, Powers MK, Howard H, Kass L (1986) Migration of Limulus for mating: relation to lunar phase, tide height, and sunlight. Biol Bull 171:310–329 doi:10.2307/1541674 Bass AH, McKibben JR (2003) Neural mechanisms and behaviors for acoustic communication in teleost fish. Prog Neurobiol 69:1–26 doi:10.1016/S0301-0082(03)00004-2 Bass AH, Baker R (1991) Evolution of homologous vocal control traits. Brain Behav Evol 38:240–254 doi:10.1159/000114391 Brantley RK, Bass AH (1994) Alternative male spawning tactics and acoustic signals in the plainfin midshipman fish Porichthys notatus Girard (Teleostei, Batrachoididae). Ethology 96:213–232 Breder CM Jr (1968) Seasonal and diurnal occurrences of fish sounds in a small Florida Bay. Bull Am Mus Nat Hist 138:325–378 Connaughton MA, Taylor MH, Fine ML (2000) Effects of fish size and temperature on weakfish disturbance calls: implications for the mechanism of sound generation. J Exp Biol 203:1503–1512 Cummings SM, Morgan E (2001) Time-keeping system of the eel pout, Zoarces viviparus. Chrono Int 18:27–46 doi:10.1081/CBI-100001173 dos Santos M, Modesto T, Matos RJ, Grober MS, Oliveira RF, Canario A (2000) Sound production by the Lusitanian toadfish, Halobatrachus didactylus. Bioacoustics 10:309–321 Edds-Walton PL, Mangiamele LA, Rome LC (2002) Variations of pulse repetition rate in boatwhistle sounds from oyster toadfish Opsanus tau around Waquoit Bay, Massachusetts. Bioacoustics 13:153–173 Feher JJ, Waybright TD, Fine ML (1998) Comparison of sarcoplasmic reticulum capabilities in toadfish (Opsanus tau) sonic muscle and rat fast twitch muscle. J Muscle Res Cell Motil 19:661–674 doi:10.1023/A:1005333215172 Fine ML (1978a) Seasonal and geographical variation of the mating call of the oyster toadfish Opsanus tau L. Oceologia 36:45–57 doi:10.1007/BF00344570 Fine ML (1978b) Geographical variation in sound production evoked by brain stimulation in the oyster toadfish. Naturwissenschaften 65:493 doi:10.1007/BF00702846 Fine ML, Lenhardt ML (1983) Shallow-water propagation of the toadfish mating call. Comp Biochem Physiol 76A:225–231 doi:10.1016/0300-9629(83)90319-5 Fine ML, Malloy KL, King CB, Mitchell SL, Cameron TM (2001) Movement and sound generation by the toadfish swimbladder. J Comp Physiol [A] 187:371–379 doi:10.1007/s003590100209 Fine ML, Thorson RF (2008) Use of passive acoustics for assessing behavioral interactions in individual toadfish. Trans Am Fish Soc 137:627–637 doi:10.1577/T04-134.1 Fish MP (1954) Character and significance of sound production among fishes of the western North Atlantic. Bull Bing Ocean Coll 14:1–109 Fish JF (1972) The effect of sound playback on the toadfish. In: Winn HE, Olla BL (eds) Behavior of Marine Animals. Plenum Press, New York, pp 386–434 Gray GA, Winn HE (1961) Reproductive ecology and sound production of the toadfish Opsanus tau. Ecology 28:274–282 doi:10.2307/1932079 Gudger EW (1910) Habits and life history of the toadfish (Opsanus tau). Bull Bur Fish 28:1071–1109 Hsiao SM, Meier AH (1992) Free running circasemilunar spawning rhythm of Fundulus grandis and its temperature compensation. Fish Physiol Biochem 10:259–265 doi:10.1007/BF00004519 Hsiao SM, Meier AH (1989) Comparison of semilunar cycles of spawning activity in Fundulus grandis and F. heteroclitus held under constant laboratory conditions. J Exp Zool 252:213–218 doi:10.1002/jez.1402520302 Ladich F (1997) Agonistic behavior and significance of sounds in vocalizing fish. Mar Freshwat Behav Physiol 29:87–108 Ladich F, Myrberg AA (2006) Agonistic behavior and acoustic communication. In: Ladich F, Collin SP, Moller P, Kapoor BG (eds) Communication in Fishes. Science Publishers, Enfield, NH, pp 121–148 Maruska KP, Korzan WJ, Mensinger AF (2009) Individual, temporal, and population-level variations in circulating 11-ketotestosterone and 17b-estradiol concentrations in the oyster toadfish Opsanus tau. Comp Biochem Physiol A doi:10.1016/j.cbpa.2009.01.002 McKibben JR, Bass AH (1998) Behavioral assessment of acoustic parameters relevant to signal recognition and preference in a vocal fish. J Acoust Soc Am 104:3520–3533 doi:10.1121/1.423938 Mensinger AF, Price NN, Richmond HE, Forsythe JW, Hanlon RT (2003) Mariculture of the oyster toadfish: juvenile growth and survival. N Am J Aquaculture 65:289–299 doi:10.1577/C02-056 Mensinger AF, Tubbs ME (2006) Effects of temperature and diet on the growth rate of year 0 oyster toadfish, Opsanus tau. Biol Bull 210:64–71 doi:10.2307/4134537 Palmer JD (1974) Biological Clocks in Marine Organisms. Wiley Interscience, New York, p 173 Phillips RR, Swears SB (1981) Diel activity cycles of two Chesapeake Bay fishes, the striped blenny (Chasmodes bosquianus) and the oyster toadfish (Opsanus tau). Estuaries 4:357–362 doi:10.2307/1352160 Pisingan RS, Takemura A (2007) Apparent semi-lunar spawning rhythmicity in a brackish cardinalfish. J Fish Biol 70:1512–1522 Rahman MS, Takemura A, Takano K (2000) Correlation between plasma steroid hormones and vitellogenin profiles and lunar periodicity in the female golden rabbitfish, Siganus guttatus (Bloch). Comp Biochem Physiol 127B:113–122 Rahman MS, Takemura A, Takano K (2001) Lunar-synchronization of testicular development and steroidogenesis in rabbitfish. Comp Biochem Physiol 129B:367–373 Remage-Healey L, Bass AH (2005) Rapid elevations in both steroid hormones and vocal signaling during playback challenge: a field experiment in Gulf toadfish. Horm Behav 47:297–305 doi:10.1016/j.yhbeh.2004.11.017 Robertson DR (1991) The role of adult biology in the timing of spawning of tropical reef fishes. In: Sale PF (ed) The Ecology of Fishes on Coral Reefs. Academic Press, Inc, San Diego, CA, pp 356–386 Robertson DR, Petersen CW, Brawn JD (1990) Lunar reproductive cycles of benthic-brooding reef fishes: reflections of larval biology or adult biology? Ecol Monogr 60:311–329 doi:10.2307/1943060 Rome LC, Lindstedt SL (1998) The quest for speed: muscles built for high-frequency contractions. News Physiol Sci 13:261–268 Rome LC (2006) Design and function of superfast muscles: new insights into the physiology of skeletal muscle. Annu Rev Physiol 68:193–221 doi:10.1146/annurev.physiol.68.040104.105418 Skoglund CR (1961) Functional analysis of swimbladder muscles engaged in sound production of the toadfish. J Biophys Biochem Cytol 10:187–200 Tavolga WN (1958) Underwater sounds produced by two species of toadfish Opsanus tau and Opsanus beta. Bull Mar Sci Gulf Caribb 8:278–284 Thorson RF, Fine ML (2002) Acoustic competition in the gulf toadfish Opsanus beta: acoustic tagging. J Acoust Soc Am 111:2302–2307 doi:10.1121/1.1466865 Wang Q, Hong W, Chen S, Zhang Q (2008) Variation with semilunar periodicity of plasma steroid hormone production in the mudskipper Boleophthalmus pectinirostris. Gen Comp Endo 155:821–826 doi:10.1016/j.ygcen.2007.10.008 Winn HE (1967) Vocal facilitation and biological significance of toadfish sounds. In: Tavolga WN (ed) Marine Bio-Acoustics. vol. 2. Pergamon Press, Oxford, pp 283–304 Winn HE (1972) Acoustic discrimination by the toadfish with comments on signal systems. In: Winn HE, Olla B (eds) Behavior of Marine Animals. vol. 2. Plenum Press, New York, pp 361–385