Understanding how and why behavioral traits diversify during the course of evolution is a longstanding goal of organismal biologists. Historically, this topic is examined from an ecological perspective, where behavioral evolution is thought to occur in response to selection pressures that arise through different social and environmental factors. Yet organismal physiology and biomechanics also play a role in this process by defining the types of behavioral traits that are more or less likely to arise. Our paper explores the interplay between ecological, physiological, and mechanical factors that shape the evolution of an elaborate display in woodpeckers called the drum. Individuals produce this behavior by rapidly hammering their bill on trees in their habitat, and it serves as an aggressive signal during territorial encounters. We describe how different components of the display—namely, speed (bill strikes/beats sec-1), length (total number of beats), and rhythm—differentially evolve likely in response to sexual selection by male-male competition, whereas other components of the display appear more evolutionarily static, possibly due to morphological or physiological constraints. We synthesize research related to principles of avian muscle physiology and ecology to guide inferences about the biomechanical basis of woodpecker drumming. Our aim is to introduce the woodpecker as an ideal study system to study the physiological basis of behavioral evolution and how it relates to selection born through different ecological factors.

中文翻译：

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啄木鸟击鼓行为的进化和生物力学基础

了解行为特征在进化过程中如何以及为何多样化是生物生物学家的长期目标。从历史上看，这个主题是从生态的角度来研究的，其中行为进化被认为是对通过不同社会和环境因素产生的选择压力做出反应而发生的。然而，有机体生理学和生物力学也通过定义或多或少可能出现的行为特征类型在这个过程中发挥作用。我们的论文探讨了生态、生理和机械因素之间的相互作用，这些因素塑造了啄木鸟称为鼓的精心展示的进化。个体通过在栖息地的树木上快速敲击他们的喙来产生这种行为，并且在领土遭遇期间作为攻击性信号。我们描述了显示的不同组成部分——即速度（击球次数/节拍 sec-1）、长度（总节拍数）和节奏——如何随着男性-男性竞争的性选择而差异进化，而其他组成部分可能是由于形态学或生理学上的限制，显示器的 显示在进化上显得更加静态。我们综合了与鸟类肌肉生理学和生态学原理相关的研究，以指导有关啄木鸟击鼓生物力学基础的推论。我们的目标是将啄木鸟作为一种理想的研究系统来研究行为进化的生理基础以及它如何与通过不同生态因素产生的选择相关。和节奏——差异进化可能是对男性-男性竞争的性选择的反应，而显示的其他组成部分在进化上显得更加静态，可能是由于形态或生理限制。我们综合了与鸟类肌肉生理学和生态学原理相关的研究，以指导有关啄木鸟击鼓生物力学基础的推论。我们的目标是将啄木鸟作为一种理想的研究系统来研究行为进化的生理基础以及它如何与通过不同生态因素产生的选择相关。和节奏——差异进化可能是对男性-男性竞争的性选择的反应，而显示的其他组成部分在进化上显得更加静态，可能是由于形态或生理限制。我们综合了与鸟类肌肉生理学和生态学原理相关的研究，以指导有关啄木鸟击鼓生物力学基础的推论。我们的目标是将啄木鸟作为一种理想的研究系统来研究行为进化的生理基础以及它如何与通过不同生态因素产生的选择相关。我们综合了与鸟类肌肉生理学和生态学原理相关的研究，以指导有关啄木鸟击鼓生物力学基础的推论。我们的目标是将啄木鸟作为一种理想的研究系统来研究行为进化的生理基础以及它如何与通过不同生态因素产生的选择相关。我们综合了与鸟类肌肉生理学和生态学原理相关的研究，以指导有关啄木鸟击鼓生物力学基础的推论。我们的目标是将啄木鸟作为一种理想的研究系统来研究行为进化的生理基础以及它如何与通过不同生态因素产生的选择相关。