Acoustic allometry in mammals

Akustische Allometrie bezeichnet das Studium des Zusammenhanges zwischen der Körpergröße eines Organismus und dessen akustischen Parametern seines Rufverhaltens (Fitch 2000, Gingras et al. 2013). Eine grundlegende Hypothese dieses Feldes besagt, dass eine negative Korrelation zwischen Körpergröße (I...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Ruprecht, Rebecca
Format: Thesis
Language:unknown
Published: 2014
Subjects:
Online Access:http://othes.univie.ac.at/33900/
Description
Summary:Akustische Allometrie bezeichnet das Studium des Zusammenhanges zwischen der Körpergröße eines Organismus und dessen akustischen Parametern seines Rufverhaltens (Fitch 2000, Gingras et al. 2013). Eine grundlegende Hypothese dieses Feldes besagt, dass eine negative Korrelation zwischen Körpergröße (Index durch Länge oder Gewicht) und wichtigen akustischen Parametern von Vokalisierungen (bspw. Grundfrequenz [F0] und dominanten Frequenz [Fdom]; Morten, 1977; Hauser, 1993) besteht. Das Ziel dieser Arbeit ist es, diese Korrelation anhand einer Vielzahl von Primaten und Karnivoren zu untersuchen. Die Auswahl besteht aus 43 Karnivoren (die in Bezug auf Körpergröße eine Spanne vom Mauswiesel [Mustela nivalis] bis zum Eisbär [Ursus maritimus] abdeckt) und 47 Primaten (vom Zwergseidenäffchen [Cebuella pygmaea] bis hin zum westlichen Flachlandgorilla [Gorilla gorilla]) und ist daher die größte und vielfältigste Auswahl, die je im Bereich der akustischen Allometrie getroffen wurde. Die durchschnittliche Körpergröße (Kopf-Rumpf-Länge) wurde für jede Art aus aktuell veröffentlichten Quellen (Wilson; 2009, 2013) entnommen. Die Vokalisierungen stammen von kommerziell erhältlichen CDs und dem Tierstimmenarchiv in Berlin und wurden mithilfe von Praat (Version 5.3.48, Boersma & Weenik, 2013) analysiert. Für die negative-Korrelations-Hypothese wurden folgende Zusammenhänge getestet: (1) Körpergröße und F0, und (2) Körpergröße und Fdom. Außerdem wurde untersucht, durch welche Konstante (Länge oder Gewicht) Körpergröße einen jeweils stärkeren Zusammenhang aufwies. Abschließend wurde untersucht, ob die Korrelationen zwischen Körpergröße und akustischen Parametern entlang oder innerhalb taxonomischer Familien stärker waren. Die Ergebnisse bestätigen die negative-Korrelations-Hypothese und zeigen hoch signifikante negative Zusammenhänge zwischen Körperlänge und Gewicht und F0 und Fdom für alle Vergleiche (p < 0.001). In den meisten Fällen zeigte sich Länge als Index für Körpergröße mit marginal besseren Korrelationen als Gewicht und die Korrelationen waren immer stärker entlang verschiedener Familien, als innerhalb von Familien. Schlussendlich wurde, anhand eines großen und diversen Beispiels von Säugetierarten, eine deutliche Bestätigung für die Hypothese, dass Körpergröße mit akustischen Parametern von Vokalisation negative korreliert ist, gefunden. Um die grundlegenden, mechanischen Zusammenhänge zwischen der Produktion von Vokalisierungen und dem Larynx vollends zu verstehen, werden zukünftige Forschungen nötig sein. Acoustic allometry is the study of the relation between an organism’s body size and the acoustical parameters of its calling behavior (Fitch 2000, Gingras et al. 2013). A fundamental hypothesis in this field is that body size (indexed by length or mass) is negatively correlated with important acoustical parameters of vocalization (e.g., fundamental frequency [F0] and dominant frequency [Fdom]; Morten, 1977; Hauser, 1993). The aim of this thesis is to examine this correlation across a large variety of primates and carnivores. The sample consists of 43 carnivore species (ranging in size from the least weasel [Mustela nivalis] to the polar bear [Ursus maritimus]) and 47 primate species (pygmy marmoset [Cebuella pygmaea] to western gorilla [Gorilla gorilla]), and therefore constitutes the largest and most diverse sample of species ever examined in an acoustic allometry study. Average body size data (head-to-torso length and mass) for each species was compiled from recently published sources (Wilson; 2009, 2013). Vocalizations were compiled from commercially available CDs and the Tierstimmenarchiv in Berlin and analyzed using Praat (Version 5.3.48, Boersma & Weenik, 2013). The negative correlation hypothesis was tested by examining the relationships between: (1) body size and F0, and (2) body size and Fdom. In each case I also asked which representation of body size (length or mass) results in the strongest relationship. Finally, it was also examined whether correlations between body size and acoustic parameters were stronger across or within taxonomical families. The results confirm the negative correlation hypothesis, showing highly significant negative relationships between body size (length and mass) and F0 and body size and Fdom (p < 0.001 for all comparisons). In most cases, using length as an index of body size resulted in better correlations than mass (although improvements were only marginal), and correlations were always stronger across families than within. In conclusion, these results provide strong support for the hypothesis that body size is negatively correlated with the fundamental and dominant frequencies of vocalization in a large and diverse sample of mammalian species. Future work will be aimed at understanding the mechanistic basis of this relationship in the sound production mechanisms of the larynx.