Пение птиц

Для освоения песни молодым самцам птиц нужно обучаться. У разных видов обучение длится разное время: у одних видов оно происходит лишь в первые месяцы жизни, у других может продолжаться с началом сезона размножения, а многие виды вообще могут учиться в течение всей жизни. В недавнем исследовании показано, что продолжительное освоение песни не только позволяет запомнить больше песенных элементов, но и ускоряет эволюцию песни и социальных систем птиц.

Гавайские цветочницы обитают только на Гавайях и, как и многие другие островные эндемики, они оказались крайне уязвимыми к воздействию человека: не менее трети видов вымерли за последние века. Недавняя работа раскрывает новый аспект потерь биологического разнообразия — утрату культурных традиций: ученые показали, что за последние 40 лет песни трех видов гавайских цветочниц заметно упростились и при этом стали более похожими друг на друга.

Обучение птиц своей песне во многом сходно с освоением языка ребенком: птицам тоже необходима «модель для подражания». Ребенок способен следить за реакцией взрослых на свои слова и корректировать речь в соответствии с ней. Ученые из США показали, что подобный эффект есть у зебровых амадин: самцы, которым в процессе обучения давали обратную связь в виде характерной визуальной реакции самок, лучше «разучивали» песни.

Предполагается, что половой отбор воздействует на все признаки, связанные с борьбой за партнеров и плодовитостью. На примере отряда воробьеобразных британские орнитологи продемонстрировали, что между развитием двух систем привлечения партнера имеет место компромисс: достоинства самцов преимущественно проявляются либо в вокализации, либо во внешнем облике.

Молодые самцы зебровых амадин учатся петь, прислушиваясь к взрослым самцам и имитируя их трели. Для успешного обучения недостаточно просто слушать чужую песню: обязательно нужно еще и видеть учителя. Нейробиологи из США и Китая показали, что за эту особенность поведения отвечают дофаминэргические нейроны центрального серого вещества.

У многих стайных птиц самцы исполняют те же песни как при ухаживании, так и при общении с другими членами стаи. И самки постоянно окружены песнями потенциальных партнеров. Новое исследование обнаружило, что мозг самок и самцов зебровых амадин реагирует на песни сородичей неодинаково: самцы демонстрируют высокую мотивацию к знакомству с новыми самцами, в то время как самки к этим сигналам почти равнодушны, и проявляют интерес лишь к пению избранных самцов, с которыми они поддерживают моногамные отношения.

Музыка предполагает определенный баланс между повторяемостью и вариативностью. С одной стороны, чрезмерно сложная, лишенная упорядоченности мелодия плохо воспринимается слушателем, с другой — однообразное повторение одних и тех же звуков вряд ли можно назвать музыкой. Американские исследователи обнаружили в пении сорочьих флейтовых птиц сходный баланс между повторяемостью и вариативностью отдельных элементов. Возможно, это нужно, чтобы птицы-слушатели лучше запоминали песни.

Японские ученые создали экспериментальные условия, в которых птенцы зебровых амадин учились пению у своих приемных отцов другого вида — японских амадин, а также выявили группы нейронов, отвечающих на отдельные звуковые характеристики. Выяснилось, что у зебровых амадин наследуются не звуковые проявления, а специфический звуковой сценарий. А звуковое наполнение размеченных промежутков птенцы перенимают от родителей.

Многие певчие птицы проходят в молодости режим обучения пению — начинают складывать из нот слоги и фразы, но еще в довольно хаотичной манере. Эти упражнения помогают сформировать видоспецифичную весеннюю песню взрослых птиц. Считается, что после формирования «взрослой» песни птицы больше не возвращаются к хаотичному пению молодых. Однако пение садовых камышевок во время весенней миграции гораздо больше напоминает пластичную песню молодых птиц.

Песни птиц не только радуют слух, но и имеют вполне утилитарные функции: прежде всего, привлечение пары и обозначение границ своего участка. В средних широтах обе задачи обычно ложатся на самцов, но это не значит, что их спутницы совсем не умеют петь. Новое исследование показывает, что самки, возможно, поют куда чаще, чем принято считать. В серии экспериментов авторы показали, что птицы обоих полов начинают петь в случае угрозы со стороны хищников.

Исследователям с биологического факультета МГУ и из ИПЭЭ РАН удалось записать и проанализировать пение самцов большеклювой камышевки — вида, более 130 лет считавшегося вымершим. Оказалось, что их пение подразделяется на четкие стереотипные слоги, которые объединяются в песни, а те, в свою очередь, группируются в классы песен. И слоги, и песни оказались индивидуальны для каждого самца, причем каждый класс песен имел собственный набор слогов, которые в разных песнях почти не пересекались.

Тусклая зарничка — маленькая, неброско окрашенная птица семейства славковых, живущая в горах Центральной Азии. Ее пение — короткий, негромкий и однообразный свист — столь же непритязательно, как и внешний облик. Может ли столь простой сигнал служить показателем качества самца? Китайским орнитологам удалось подтвердить, что самки предпочитают супругов с максимально упрощенной песней — возможно, потому, что такая песня меньше привлекает хищников, разоряющих гнезда. Для оценки физического состояния партнера самки используют альтернативные визуальные признаки.

Американские нейробиологи обнаружили механизм, не позволяющий зебровым амадинам переучивать те элементы песни, которые они уже выучили. Ключевую роль в обучении пению играют премоторные нейроны верхнего вокального центра (HVC), которые активно работают у молодых самцов («учеников») при прослушивании песни взрослого самца («учителя»). У взрослых самцов эти нейроны перестают реагировать на звуки чужих песен.

Известно, что одни птицы поют громче, а другие тише. А вот в вопросе о причинах этих различий ясности пока мало. Немецкие орнитологи в своем обзоре обобщили последние данные на этот счет. Получилось, что птицы на самом деле могут петь громче, не тратя на это больше энергии, но «не хотят». Возможно, это связано с тем, что громкая песня будет привлекать больше хищников и вызывать повышенную агрессивность конкурентов, то есть от нее будет больше вреда, чем пользы.

Хотя у воробьиных птиц чаще поют самцы, у некоторых видов самки могут петь столь же активно. Но всё-таки самцов они не превосходят. Лишь одни центральноамериканский вид — краснохвостая овсянка — оказался исключением из этого правила. У этой овсянки самки не только поют активнее и чаще самцов, но и песня их разнообразнее и сложнее.

Известно, что у воробьиных птиц поют самцы — для того, в частности, чтобы привлечь самок. Поэтому эволюцию пения обычно связывают с действием полового отбора. Но нередко и самки поют наравне с самцами. Анализ показал, что это явление распространено довольно широко и наиболее характерно для эволюционно более древних воробьиных птиц. Значит, в ходе эволюции пение самок постепенно утрачивалось.

Изучение экспрессии генов в мозге певчих птиц и их безголосых родичей позволило создать топографическую картину специфической экспрессии, характерной именно для певцов. Набор специфически работающих «голосовых» генов оказался во многом похож на набор генов, вовлеченных в организацию речи у людей. Более того, те отделы мозга, которые контролируют пение у птиц — воспроизведение звуков, запоминание и обучение новым звукам, — функционально соответствуют зонам и областям мозга человека, которые обслуживают речь.

Жизнь певчих птиц, населяющих леса и луга Европы, изучена совсем неплохо. Однако каждую осень многие пернатые покидают наши сады и парки, переселяясь на зимовку в труднодоступные регионы Африки, Азии и Ближнего Востока, где не так просто организовать стационарные исследования. Изучению поведения певчих птиц на африканских зимовках посвятила свою работу зоолог из Кембриджского университета Марджори Соренсен. Она исследовала пение двух видов птиц — дроздовидной камышевки и пеночки-веснички — на юге Замбии.