Анатомия сиринкса и размер мозга определяют вокальное мастерство птиц в имитации сложных звуков

Новое научное исследование проливает свет на факторы, определяющие способность некоторых птиц точно воспроизводить сложные электронные звуки, в частности, сигналы дроида R2-D2 из киносаги «Звездные войны». Исследователи из Университета Амстердама и Лейденского университета (Нидерланды) провели сравнительный анализ вокальных данных у таких видов, как попугаи и скворцы. Результаты работы, опубликованные в журнале Scientific Reports, основаны на анализе 115 видеоматериалов, собранных в рамках инициативы «Bird Singalong Project», с акцентом на имитацию как простых, так и многотональных акустических паттернов.

Ключевое наблюдение показало, что более высокую точность в репликации синтетических звуков продемонстрировали более мелкие виды, включая волнистых попугайчиков и корелл. Более крупные попугаи, несмотря на наличие более развитых мозговых структур, показали худшие результаты в имитации роботизированных сигналов. Ученые предполагают, что крупные попугаи могут осваивать больший объем звуков, но с меньшей детализацией, что может быть связано с их потребностью в более активном социальном взаимодействии, тогда как мелкие виды, возможно, уделяют больше времени отработке каждого отдельного звукоподражания.

Была выявлена корреляция между вокальной точностью и особенностями строения мозга: меньшие по размеру центральные области мозга и периферические ядра коррелировали с более качественным воспроизведением одиночных тонов. Однако решающим фактором для имитации сложных, многотональных звуков, подобных сигналам R2-D2, оказалась анатомическая структура голосового аппарата. Скворцы превзошли попугаев в воспроизведении этих сложных сигналов благодаря своему сиринксу, который, в отличие от попугаев, располагает двумя независимыми источниками звука, позволяющими одновременно генерировать несколько тонов.

Сиринкс, или голосовой орган птиц, расположенный у основания трахеи, функционирует за счет вибрации тимпанальных мембран и козелка при прохождении воздуха, поскольку у птиц отсутствуют голосовые связки, присущие млекопитающим. Этот орган получил название в честь Томаса Генри Гексли в середине XIX века и мог появиться еще у предков-динозавров. Попугаи же, подобно людям, способны производить только один тон за раз, что ограничивает их возможности в точном копировании многофонических сигналов, созданных звуковым дизайнером Беном Берттом.

Таким образом, исследование подводит к выводу, что для достижения высокого уровня вокальной имитации, особенно в сложных акустических задачах, критически важны не только когнитивные способности, связанные с размером мозга, но и анатомическая гибкость, а также склонность к исследовательскому поведению. В то время как скворцы продемонстрировали превосходство в имитации сложных сигналов, обе группы птиц успешно справились с более простыми, монофоническими звуками R2-D2. Это подчеркивает многофакторный подход к пониманию вокального обучения у птиц, где морфологические особенности играют не менее значимую роль, чем нейронные сети.