 |
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
 |
Details of project |
|
|
| Identifier |
115730 |
| Type |
PD |
| Principal investigator |
Zsebők, Sándor |
| Title in Hungarian |
A madárének kulturális evolúciója |
| Title in English |
Cultural evolution of birdsong |
| Keywords in Hungarian |
madár, bioakusztika, kommunikáció, evolúció |
| Keywords in English |
bird, bioacoustics, communication, evolution |
| Discipline |
| Phylogenetics, systematics, taxonomy, comparative biology, ecophysiology (Council of Complex Environmental Sciences) | 40 % | | Behavioural neuroscience (e.g. sleep, consciousness, handedness) (Council of Medical and Biological Sciences) | 40 % | | Environmental biology, ecotoxicology (Council of Complex Environmental Sciences) | 20 % | | Ortelius classification: Animal ecology |
|
| Panel |
Ecology and evolution 1 |
| Department or equivalent |
Department of Systematic Zoology and Ecology (Eötvös Loránd University) |
| Starting date |
2015-09-01 |
| Closing date |
2018-09-30 |
| Funding (in million HUF) |
24.220 |
| FTE (full time equivalent) |
2.41 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A szociális tanulás útján öröklődő információ az emberi társadalom alapja. A kulturális információ átadása a változó környezethez való gyors adaptáció egyik fontos eleme. Az állatvilágban tapasztalható kulturális evolúciós jelenségek mechanizmusairól azonban egyelőre nagyon keveset tudunk. Az egyik jól tanulmányozható, kulturálisan öröklődő elemeket is tartalmazó rendszer a madárének, melynek fontos szerepe van a párválasztásban és a territoriális viselkedésben. Modellfajunkon, az örvös légykapón (Ficedula albicollis) a 16 évet átfogó énekadatbázis elemzésével és terepi kísérletekkel szeretnénk a kulturális evolúciós változásokat és azok mechanizmusait feltárni. Ennek során olyan kérdésekre keressük a választ, hogy milyen jellegű információ van kódolva a madárénekben, ez az információ szociális másolás során hogyan öröklődik, és hogy a szexuális és kulturális szelekciós mechanizmusok hogyan alakítják ki a madáréneket, és milyen hosszú távú kulturális változásokat lehet egy állati rendszerben felfedezni és ennek milyen okai lehetnek.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Az örvös légykapóhoz kapcsolt hosszú távú hangadatbázis és a tervezett kísérletek segítségével a kulturális evolúció három komponensét (diverzitás, szociális tanulás, szelekció) és a hosszútávú mintázatokat szeretnénk. Először, széles értelemben használva keressük a kulturális elemeket a madárénekben, megengedve különböző típusú mintázatokat. Majd ezen elemek diverzitását és egyedek közti különbségeit és a kulturális egyediséget vizsgáljuk. Másodszor, az egyeden belüli variancia két fő típusát, a szociális kontextus függő expressziót és a szociális tanulást tanulmányozzuk kísérletek és szociális hálózatelemzési módszerekkel. Harmadszor, kísérleti és adatelemzési módszerekkel vizsgáljuk, hogy az inter-szexuális szelekció hogyan alakítja ki a kulturális elemek populációban tapasztalható eloszlását. Negyedrészt, különböző statisztikai megközelítéseket alkalmazva tanulmányozzuk a hosszú távú mintázatokat és azokra ható tényezőket a kulturális elemek akusztikus tulajdonságaiban, abundanciájukban, diverzitásukban és magában a kommunikációs hálózat struktúrájában.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A tervezett tanulmány több szempontból is egyedülálló a kulturális evolúció tanulmányozásában. Ez az első eset, hogy ilyen komplex énekkel bíró madárfajon több mint másfél évtizedes kulturális evolúciós változásokat vizsgálnak. A rendelkezésünkre álló komplex adatbázis (katalogizált szillabus könyvtár, biológiai adatbázis, környezeti változók) és a kiegészítő terepi kísérletek lehetővé teszik a kulturális evolúció három elemének (variancia, másolás, szelekció) és mintázatának elemzését ugyanazon a biológiai rendszeren. Új módszert, a szociális hálózatelemzést használjuk annak kiderítésére, hogy a kulturális információ hogyan terjed egy ilyen kommunikációs rendszerben, mely módszert még sosem alkalmaztak madárhang vizsgálatokban. Szintén új megközelítés, hogy sokkal szélesebb értelemben használjuk a kulturális elem definícióját, ami előre vetíti, hogy új állatcsoportoknál is vizsgálhassanak a jövőben kulturális evolúciót. A mi hosszú időt átfogó tanulmányunk abban is segít, hogy új mechanizmusokat tárjon fel a madárének kialakulásával és a fajok kialakulásával kapcsolatban.
A mi gyorsan változó, emberformálta világunkban egyre fontosabb megérteni, hogy az állatok hogyan alkalmazkodnak a környezetükhöz, és a mi tanulmányunk ehhez járul hozzá. Szintén lehetséges, hogy a madárének kulturális evolúciójának vizsgálata az ősi emberi nyelv és kultúra kialakulását is segít megérteni.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A szociális tanulás útján öröklődő információ az emberi társadalom, a gazdaság és a technikai civilizáció alapja. Az utóbbi időkben azonban kiderült, hogy nem csak az emberek sajátja a kultúra (a szociálisan másolható információk összessége), hanem sok állatfaj (ízeltlábúaktól a főemlősökig) hordozója olyan információknak melyek nem a génekben tárolódnak. A kulturális információ átadása a változó környezethez való gyors alkalmazkodás egyik fontos eleme. Az állatvilágban tapasztalható kulturális evolúciós jelenségek mechanizmusairól azonban egyelőre nagyon keveset tudunk. Az egyik jól tanulmányozható, kulturálisan öröklődő elemeket is tartalmazó rendszer a madárének, melynek fontos szerepe van a párválasztásban és a territoriális viselkedésben. Modellfajunkon, az örvös légykapón (Ficedula albicollis) a 16 évet átfogó énekadatbázis elemzésével és terepi kísérletekkel szeretnénk a kulturális evolúciós változásokat és azok mechanizmusait feltárni. Ennek során olyan kérdésekre keressük a választ, hogy milyen jellegű információ van kódolva a madárénekben, ez az információ szociális másolás során hogyan öröklődik. E kérdések megválaszolása egyrészt segít megérteni, hogyan alakulhat ki egy olyan összetett jelrendszer, mint a madárének, ami a mi emberi nyelvünk kialakulásának megértéséhez is közelebb visz. Másrészt sokkal általánosabb következtetéseket is levonhatunk a szociálisan tanuló állatok környezetükhöz való alkalmazkodásról, mely egy igen égető problémakör egy olyan időben, mikor mi, emberek a környezetet gyorsan és nagymértékben átalakítjuk.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Information inherited through social learning is the base of our human culture. The transmission of cultural information is the key element of the adaptation to the changing environment. However, our knowledge about animal cultural mechanisms is largely insufficient. One of the most commonly studied animal cultural system is the birdsong that has important role in female choice and territoriality. We’d like to study the cultural evolutionary changes and mechanisms on our model species, Collared flycatcher (Ficedula albicollis), with the help of analysing our 16-year-long sound database and conducting field experiments. Our main objectives are to describe the diversity and information content of the birdsong, to discover the social copying mechanisms, to study how the sexual and cultural selection form the birdsong, and discover and understand the long-term cultural evolutionary patterns and the mechanisms.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
By using a long-term collared flycatcher birdsong database and conducting additional experiments we want to study the three main components of the cultural evolution (diversity, social learning, selection) and the long-term evolutionary pattern. First, we explore and define the cultural elements in a broad sense, including different type of patterns in the birdsong. Then we study the diversity of these cultural elements in the population and describe the inter-individual differences, and the individuality encoded in the song. Second, we study the two main components of the intra-individual variability: the context-dependent expression and the social learning, and their influencing factors by field experiments and social network analysis. Third, we use experimental and data-analytical methods to study how the inter-sexual selection affects the distribution of cultural patterns in the population. Forth, we use different statistical approaches to study the long-term patterns and the reasons of the changes in the acoustic properties of cultural elements, the abundance of the different cultural elements, the diversity of the elements and finally, in the topology of the communication network.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Our proposed project is unique from more viewpoint in the study of cultural evolution of birdsong. To our best knowledge, it is the first time to follow the cultural evolutionary changes in such detail for 16 years long in a bird species with complex, moderately high repertoire size songs. Our complex database (universal syllable library and phenotypic database with environmental information) and the additional field experiments make it possible to study the three main components (variance, copy, selection) and the pattern of the cultural evolution on the same biological system. We use a novel method, the social network analysis to investigate how the cultural information is spread in a communication network, which was never used in birdsong studies. We also suggest to use more broadband definition to cultural elements, and that view can help to discover cultural information in such animal systems where it was not detected before. Our long-term study will help to understand new mechanisms how the birdsong evolved, and what is the role of birdsong in speciation. In our fast changing world, one of the cardinal questions is whether how the natural populations of animals can copy with the anthropogenic induced environment changes, like urbanization, deforestation, different kind of pollutions and climate change, and our study contribute to this aim. We also believe, that our direction of research on cultural evolution will help to understand how the human language and culture evolved in its ancient time.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The socially inheritable information is the base of the human society, the economy and the technical civilization. However, recent studies proved that the culture can be found also in the animals, from insects to primates. The transmission of cultural information is important in the adaptation to the fast changing environment. However, we know very little about the mechanisms of cultural phenomenon in animals. One of the most feasible cultural system in animals is the birdsong that is important in female choice and territoriality. On our model species, the collared flycatcher, we analyse our unique 16-year long song database and conduct experiments to reveal the cultural evolutionary changes and mechanisms. We try to answer such questions like what kind of information is encoded in the birdsong and how this information is inherited through social learning. Based on that, we can understand how the birdsong and even the human language evolved. On the other hand, in general, we can understand better how the animals adapt to their environment, which is a burning, relevant question, when we, humans, alter the nature so quickly and profoundly.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Krenhardt K, Markó G, Szász E, Jablonszky M, Zsebők S, Török J, Garamszegi L Zs: A test on within-individual changes in risk-taking behaviour due to experience to predation in the Collared Flycatcher (Ficedula albicollis), ORNIS HUNG 24: (1) pp. 115-127., 2016 | | Balazsfi D, Farkas L, Csikota P, Fodor A, Zsebok S, Haller J, Zelena D: Sex-dependent role of vesicular glutamate transporter 3 in stress-regulation and related anxiety phenotype during the early postnatal period, STRESS 19: (4) pp. 434-438., 2016 | | Garamszegi LZ, Zagalska-Neubauer M, Canal D, Blazi G, Laczi M, Nagy G, Szollosi E, Vaskuti E, Torok J, Zsebok S: MHC-mediated sexual selection on birdsong: Generic polymorphism, particular alleles and acoustic signals, MOL ECOL 27: (11) pp. 2620-2633., 2018 | | Zsebok S, Blazi G, Laczi M, Nagy G, Vaskuti E, Garamszegi LZ: "Ficedula": an open-source MATLAB toolbox for cutting, segmenting and computer-aided clustering of bird song, J ORNITHOLOGIE 159: (4) pp. 1105-1111., 2018 | | Zsebők S, Herczeg G, Blázi G, Laczi M, Nagy G, Török J, Garamszegi LZ: Minimum spanning tree as a new, robust repertoire size comparison method: simulation and test on birdsong, BEHAV ECOL SOCIOBIOL 72: (3) Paper 48. 12 p., 2018 | | Greif S, Zsebők S, Schmieder D, Siemers B M: Acoustic mirrors as sensory traps for bats, SCIENCE 357: (6335) 1045-1047, 2017 | | Zsebok S, Herczeg G, Blazi G, Laczi M, Nagy G, Szasz E, Marko G, Torok J, Garamszegi LZ: Short- and long-term repeatability and pseudo-repeatability of bird song: sensitivity of signals to varying environments, BEHAV ECOL SOCIOBIOL 71: (10), 2017 | | Juliette Linossier, Sándor Zsebők, Emmanuelle Baudry, Thierry Aubin, Hélene Courvoisier: Acoustic but no genetic divergence in migratory and sedentary populations of blackcaps, Sylvia atricapilla, Biological Journal of the Linnean Society, 2016 | | Vaskuti Éva, Zsebők Sándor, Herczeg Gábor, Blázi György, Laczi Miklós, Nagy Gergely, Török János, Garamszegi László Zsolt: A kulturális evolúció nyomai az örvös légykapó (Ficedula albicollis) énekében, Állattani Közlemények 101(1-2): 25-41, 2016 | | Sándor Zsebők, Gábor Herczeg, György Blázi, Miklós Laczi, Gergely Nagy, Eszter Szász, Gábor Markó, János Török, László Zsolt Garamszegi: Signal design in bird song: short- and long-term consistency of different traits, Animal Behaviour (submitted), 2016 | | Éva Vaskuti, Sándor Zsebők, Gábor Herczeg, György Blázi, Miklós Laczi, Gergely Nagy, János Török és László Zsolt Garamszegi: A kulturális evolúció nyomai az örvös légykapó (Ficedula albicollis) énekében, Állattani közlemények (in press), 2016 | | Greif S, Zsebők S, Schmieder D, Siemers B M: Acoustic mirrors as sensory traps for bats, SCIENCE 357: (6335) 1045-1047, 2017 | | Sándor Zsebők, Gábor Herczeg, György Blázi, Miklós Laczi, Gergely Nagy, Eszter Szász, Gábor Markó, János Török, László Zsolt Garamszegi: Short- and long-term repeatability and pseudo-repeatability of bird song: sensitivity of signals to varying environments, BEHAV ECOL SOCIOBIOL (in press), 2017 | | Zsebők Sándor, Moskát Csaba, Bán Miklós: Individually distinctive vocalization in Common Cuckoos (Cuculus canorus), J ORNITHOL 158: (1) 213-222, 2017 | | VASKUTI ÉVA, ZSEBŐK SÁNDOR, HERCZEG GÁBOR, BLÁZI GYÖRGY, LACZI MIKLÓS, NAGY GERGELY, TÖRÖK JÁNOS, GARAMSZEGI LÁSZLÓ ZSOLT: A kulturális evolúció nyomai az örvös légykapó (Ficedula albicollis) énekében, ÁLLATTANI KÖZLEMÉNYEK 101: (1-2) 25-41, 2016 | | Zsebők Sándor: Hangvadászok a Pilisben, TERMÉSZETBÚVÁR 71: (5) 29-31, 2016 | | Juliette Linossier, Sándor Zsebők, Emmanuelle Baudry, Thierry Aubin, Hélene Courvoisier: Acoustic but no genetic divergence in migratory and sedentary populations of blackcaps, Sylvia atricapilla, Biological Journal of the Linnean Society, 2016 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
