Шум воды и ветра заставил горных колибри общаться на рекордно высоких частотах
Эквадорские ореады, высокогорные колибри из Южной Америки, научились издавать и слышать сигналы частотой выше десяти килогерц. Это рекорд для птиц, большинство из которых воспринимают звуки в диапазоне от двух до восьми килогерц. Как отмечается в статье для журнала Science Advances, эта особенность может быть адаптацией к жизни в горах, где шум ветра и ручьев заглушают обычное птичье пение.
Большинство птиц способны воспринимать звуки в диапазоне от двух до восьми килогерц. Исключение составляют лишь совы, которые при охоте ориентируются на высокочастотные сигналы, издаваемые добычей. При этом некоторые колибри поют песни на очень высокой частоте, однако прямых доказательств, что сородичи их слышат, до сих пор не существовало.
Разобраться с этим парадоксом решили орнитологи во главе с Фернандой Дуке (Fernanda G. Duque) из Университета штата Джорджия. Они сосредоточили внимание на эквадорской ореаде (Oreotrochilus chimborazo) — виде колибри, который населяет горные луга в Андах на высоте от 3500 до 5200 метров. Самцы эквадорских ореад исполняют сложную песню частотой 13,4 килогерца. Ни одна другая птица не издает столь высокочастотных сигналов.
Поведение колибри указывает, что песня используется для обозначения границ территории и привлечения самок. Например, для ее исполнения самец усаживается повыше, а при ухаживании за особью противоположного пола в дополнение к пению раздувает горло и демонстрирует переливающиеся перья на нем.
Чтобы подтвердить эти догадки, исследователи записали песни эквадорских ореад и проиграли их сородичам в полевых условиях. В качестве контроля использовался шум окружающей среды. Наблюдения показали, что самцы хорошо слышат высокочастотное пение потенциальных конкурентов: они приближались к замаскированному динамику, наклоняли голову и изменяли позу. Воспроизведение шума ореад практически не заинтересовало.
На следующем этапе эксперимента орнитологи отловили восемь колибри и поместили их звукоизолирующую среду. Половине птиц в течение 25 минут проигрывали высокочастотную песню сородичей, а половину оставили в тишине. После этого птиц умертвили и оценили экспрессию гена ZENK, маркера активности нейронов, в слуховых областях и гиппокампе. Оказалось, что у особей, которые слушали высокочастотные сигналы, экспрессия этого гена в слуховых областях (но не гиппокампе) была повышена.
Исследование предоставило поведенческие и биохимические доказательства, что эквадорские ореады воспринимают звуки частотой выше десяти килогерц. По мнению авторов, эта способность развилась у них в качестве адаптации к жизни в горах, где из-за шума ветра и горных ручьев услышать обычное птичье пение довольно трудно. Чтобы продолжать использовать звук для коммуникации, предкам ореад пришлось научиться петь и воспринимать пение на рекордно высокой частоте. Особенно это важно при брачных демонстрациях, ведь самки ореад предпочитают жить около потоков воды, где шум особенно интенсивный.
В последнее время колибри не перестают удивлять орнитологов. Например, недавно выяснилось, что они способны воспринимать неспектральные цвета, а также запоминать порядковые номера цветов. А два года назад был описан новый вид колибри, ближайший родственник эквадорских ореад — синегорлая ореада (Oreotrochilus cyanolaemus).
Сергей Коленов
Это напоминает игровое поведение
Исследователи из Германии поместили дрозофил в арену с вращающимся диском и обнаружили, что небольшая часть мух проводит на этом диске какое-то время и, возможно, получает удовольствие от вращения. Такое поведение очень похоже на игровое, однако его нейронные корреляты еще предстоит изучить. Препринт опубликован на bioRxiv.org. Люди и нечеловеческие животные любят играть. Причем не только млекопитающие: игровое поведение замечали у птиц, гекконов и даже рыб. Игровое поведение отличается от любого другого: оно должно не иметь отношения к выживанию, быть произвольным и преднамеренным, повторяющимся, но не стереотипным, и происходить не в условиях стресса. Не так давно исследователи обнаружили, что играют даже беспозвоночные — шмели без всякой практичной цели катали деревянные шарики, а у бумажных ос и пауков замечали социальную игру. Однако игра беспозвоночных, которую ученым удалось зафиксировать, была ограничена взаимодействием с сородичами или предметами. Теперь Тельман Трифон (Tillman Triphan) и Вольф Хюттерот (Wolf Huetteroth) из Лейпцигского университета обнаружили, что плодовые мушки дрозофилы (Drosophila melanogaster) не прочь покрутиться на вращающемся диске. И это уже другой тип игры, если такое поведение все-таки можно назвать игрой. Самцов дрозофил (112 штук) поместили в экспериментальную арену, где у них был свободный доступ к пище и постоянно вращающийся диск на уровне пола. Мухи могли запрыгивать на этот диск или, наоборот, избегать его, или же игнорировать. Контрольных мух (194 штуки) в свою очередь поместили в такую же арену, где диск не вращался. Несколько дней за мухами наблюдали, не вмешиваясь. Поскольку дрозофилы могли сами решать, залезать на диск или нет, это отличалось от вынужденного пассивного движения, которое вызывает у мух стресс. Большинство дрозофил (60 штук) проигнорировало вращающийся диск — они не избегали его, но и не выражали большого интереса. Еще 18 дрозофил избегали вращающегося диска и большую часть времени провели за едой. Однако общая продолжительность времени, которое мухи провели на диске, было выше, когда диск вращался. Небольшое подмножество мух (10 штук) более 5 процентов времени сидело на диске и чаще возвращались на него, если покидали. Тогда исследователи поместили на арену два диска, которые вращались попеременно по 5 минут. В итоге 33 мухи, которые проводили больше времени на диске в прошлом испытании, здесь перемещались с диска на диск — чтобы покрутиться. То есть они намеренно и неоднократно садились на крутящийся диск, и, таким образом, стало ясно, что вращение им нравится. Возможно, такое вращение каким-то образом улучшает проприорецепцию дрозофил (то есть чувство собственного тела) и сенсомоторный контроль. Однако требуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какая нейронная активность за этим стоит. Недавно ученые Великобритании обнаружили, что некоторые обезьяны кружатся на веревках до головокружения — и, видимо, получают от этого удовольствие.