Nauka ćwierkania

Ptasi śpiew to niemalże archetyp zwierzęcej sygnalizacji. Niewiele jest w biologii komunikacji międzyosobniczej tematów równie intensywnie badanych. Nic zresztą dziwnego – śpiew ptaków cechuje się niezwykłą zmiennością międzyosobniczą i międzygatunkową, jest wykorzystywany w praktycznie wszystkich znanych kontekstach behawioralnych. Od komunikacji antagonistycznej i odstraszającej, poprzez tą związaną z poszukiwaniem partnera do rozrodu i komunikacją jakości osobniczej, a skończywszy na czysto socjalnej roli, w której porozumiewanie się śpiewem wzmacnia więzy między osobnikami w grupie. Mimo kilku dekad intensywnych badań wciąż jednak stosunkowo niewiele wiemy na temat konkretnych czynników ekologicznych napędzających ewolucję ptasiego śpiewu. Ostatnie badania wskazują również, że śpiew ptasi nie stanowi po prostu nieskomplikowanej sekwencji „liter”, ale może mieć bardziej złożoną strukturę, z zaczątkami tego, co nazwalibyśmy gramatyką.

Jednym z największych sukcesów, jakie nauka może sobie zaliczyć w historii badań nad ptasim śpiewem, jest odkrycie mechanizmów, które rządzą nauką śpiewu. Zdolność do uczenia się i modyfikowania swojej piosenki kojarzymy przede wszystkim z ptakami należącymi do podrzędu Passeri (rząd wróblowate). To właśnie w tej grupie ptaków znajduje się większość gatunków powszechnie przez nas rozumianych jako „ptaki śpiewające”. Większość ptaków, które każdego ranka słyszmy za oknem – w tym doskonale znane ze swojego pięknego śpiewu kosy, pokrzewki, słowiki czy skowronki – to właśnie przedstawiciele nadrzędu Passeri. Typową cechą tych ptaków jest to, że przychodzą one na świat zupełnie niemalże pozbawione zdolności wokalnych. Oczywiście pisklęta ptaków śpiewających nie są zupełnie nieme: posiadają one repertuar typowych dla piskląt pisków, wykorzystywanych do komunikacji z rodzicami i rodzeństwa, zwłaszcza podczas żebrania o pokarm. Co ciekawe, istnieją mocne dowody na istnienie komunikacji rodzic-pisklę u ptaków śpiewających już na etapie jaja: młode nawet kilka dni przed wykluciem produkują ledwo słyszalne piski, głównie w zakresie ultradźwięków, które odbierane przez inkubującą samicę jaja stymulują jej zachowania rodzicielskie i przygotowują ją do opieki nad świeżo wyklutym potomstwem. Wszystko to jednak jest bardzo prymitywną wokalizacją, zupełnie nie przypominającą złożonej piosenki ptaków dorosłych. Ta ostateczna wersja piosenki powstaje poprzez ściśle skoordynowany proces uczenia się, w którym ptaki śpiewające potrzebują odpowiedniego wzorca.

Nauka ptasiej piosenki rozpoczyna się dość wcześnie, bo już kilka dni po wykluciu się z jaja. Podobnie jak w przypadku nauki mówienia u ludzi – ptasie pisklęta nie zaczynają używać w pełni wykształconej piosenki od razu, ale przechodzą przez fazę „gaworzenia”, w czasie której posługują się coraz bardziej zaawansowanym „podśpiewywaniem” (ang. subsong). Bardzo często praktyka wokalna piskląt umyka naszej uwadze – u wielu gatunków polega ona na prawie że bezgłośnym poruszaniu dziobem i mięśniami krtani, bez produkowania głośnych dźwięków (często zresztą odbywa się to w nocy lub w czasie, kiedy młody ptak odpoczywa). Mimo swojej niepozorności, faza podśpiewywania jest kluczowa, ponieważ nakłada się ona z tzw. okresem wrażliwym w rozwoju wokalnym ptaka: jest to etap życia pisklęcia, kiedy formują się mechanizmy neurologiczne odpowiedzialne za późniejsze kontrolowanie śpiewu, i w czasie, którego młody ptak musi być wystawiony na działanie piosenki właściwej dorosłych osobników.

Elastyczność ptaków wróblowatych w nauce śpiewu – oraz fakt, że niektóre gatunki przez całe życie zachowują plastyczność pozwalającą rozwijać zdolności wokalne (wystarczy wspomnieć chociażby szpaki, które przez całe swoje życie potrafią dynamicznie wplatać w swój śpiew naśladownictwo innych gatunków) – wynikają m.in. z neurologicznej organizacji układów odpowiedzialnych za śpiew w ptasim mózgu. Centralną rolę odgrywa tutaj region mózgu zwany hyperstriatum ventrale (albo wyższy ośrodek wokalny; skrót z ang. HVC) – to tam znajdują specjalne neurony, które pełnią kluczową rolę w naśladownictwie usłyszanych piosenek, bardzo istotnym w finalnym wykształceniu własnej piosenki. Obecne badania nie tyle skupiają się na tym jaką rolę pełni HVC w nauce piosenki, co nad rolą tego ośrodka w opanowywaniu bardziej wyrafinowanych elementów śpiewu. Stosunkowo niedawne badania przeprowadzone na bogatce wschodniej (Parus minor), bardzo bliskiej krewnej sikory bogatki doskonale znanej w Polsce z zimowych karmników dla ptaków, wykazały, że ptaki mogą w swojej komunikacji wykorzystywać prymitywną gramatykę. Istotą gramatyki jest modyfikacja znaczenia słów w zależności od tego, gdzie w zdaniu się one znajdują i jak połączone są z innymi słowami (mówimy tutaj o tzw. składni złożeniowej zdań). Manipulując frazami występującymi w śpiewie bogatki wschodniej, i odtwarzając odpowiednie frazy w zmienionej kolejności badacze wykazali, że ptaki te nie tylko reagują na odtwarzane w pojedynkę frazy oznaczające odpowiednio „rozpoznaj zagrożenie” (np. fraza XYZ) oraz „podleć bliżej” (np. fraza R), ale poprawnie interpretują również złożenie tych fraz (XYZ-R wywołuje reakcję rozpoznania i zbliżenia się do źródła dźwięku). Innymi słowy – dla ptaka znaczenie mają nie tylko same dźwięki, ale to w jakim układzie i kolejności są odbierane. Dokładnie tak samo identyczne słowa w ludzkim języku mogą zmieniać swoje znaczenie, w zależności od gramatycznej funkcji, jaką pełnią w zdaniu. Czy zawiłości ptasiej gramatyki są wyuczane tak, jak sama fonetyka piosenki? A może gramatyka jest wbudowana w mózg ptaka od wyklucia i zdeterminowana genetycznie? Są to pytania, które nie tylko przybliżą nas do zrozumienia ewolucji ptasiej – i zwierzęcej w ogóle – komunikacji, ale również pomogą nam zrozumieć wczesną ewolucję naszego własnego języka.

Nauka na żywo II: wielkie debaty – zadanie finansowane w ramach umowy 761/P-DUN/2019 ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę.

Zobacz wykład: