Лепет помог птенцам зебровых амадин запомнить отцовскую песню

Немецкие орнитологи обнаружили, что лепет птенцов зебровых амадин запускает процесс запоминания песни наставника. Птенцам, которые начинали лепетать раньше под действием тестостерона, требовалось меньше времени, чтобы запомнить отцовскую песню. Однако подражать этой песне птенцы начинали одновременно с сородичами, которые залепетали позже. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Самцы певчих птиц учатся петь в детстве, слушая отцовскую песню и песни других взрослых самцов. Первую фазу обучения называют сенсорной — во время нее птенец запоминает песню-образец, но еще не пытается повторять ее сам. Спустя некоторое время птенец начинает имитировать услышанное — эту фазу называют сенсомоторной. Считается, что сенсомоторная фаза начинается в тот момент, когда птенец начинает лепетать (подобно человеческому младенцу), — то есть издавать звуки, еще не похожие на песню. А что запускает сенсорную фазу, пока остается неясным.

Альбертина Лейтао (Albertine Leitão) и Манфред Гар (Manfred Gahr) из Института биологического интеллекта Общества Макса Планка предположили, что лепет может запускать первую, сенсорную фазу обучения пению. Чтобы это проверить, они имплантировали капсулу с тестостероном под кожу птенцов зебровых амадин (Taeniopygia guttata), растущих в неволе, чтобы те начали лепетать раньше срока. Капсула содержала 1,5 миллиграмм гормона, который постепенно высвобождался в течение трех недель. Капсулы имплантировали самцам птиц подкожно на 16 день после вылупления. Контрольным птенцам в том же возрасте имплантировали пустые капсулы. Птенцы, которым вводили тестостерон, росли с матерью и слышали пение отца на протяжении 25 дней после вылупления. Контрольные птенцы слушали песни отца на протяжении 25 или 35 дней. Еще одна группа птенцов, которым вводили тестостерон, росла, не слыша отцовских песен (и вообще каких-либо песен самцов).

Обычно птенцы зебровых амадин начинают лепетать примерно на 27 день после вылупления, хотя в разных источниках говорится о 25–40 днях. Обработка тестостероном вызвала лепет уже на 19 день, независимо от того, слышали птенцы отцовское пение или нет. Контрольные птенцы начинали лепетать на 26–28 день. Параметры лепета (продолжительность, высота, качество звука) не различались в разных группах. Когда птенцы достигли возраста 120 дней, исследователи оценили, насколько хорошо они выучили песни, которые слышали в детстве. Самцы из контрольной группы, которые не получали тестостерон и слышали пение отца только до 25 дня, не выучили песни, также как и самцы, которые вообще не слышали песен наставника. Но самцы, которым вводили тестостерон и которые начали лепетать намного раньше, — выучили, и параметры их пения не отличались от параметров пения птиц из контрольной группы, которые слышали песни наставника до 35 дня. И те, и другие птицы пели так же хорошо, как самцы зебровых амадин, которые слышали песни наставника на протяжении всего взросления.

Чтобы проверить, не запускает ли фазу сенсорного обучения само введение тестостерона, исследователи взяли других птенцов, которым также ввели капсулу на 16 день, и прервали их лепет, когда он начался (19 день). Для этого они проткнули межключичный воздушный мешок птенцов: птицы по-прежнему пытались лепетать, но звуков издать не могли. Когда мембрана мешка регенерировала (примерно на 21 день) и птенцы снова смогли издавать звуки, ученые удалили поющих наставников. Песни выросших самцов из этой группы были не слишком похожи на песни-образцы, которые они слышали в детстве. Ученые пришли к выводу, что для того, чтобы выучить песню, птенцам необходимо лепетать, а также слышать свой лепет.

В заключение авторы проверили, запускает ли раннее лепетание вторую (сенсомоторную) фазу обучения. Для этого они время от времени сравнивали звуки, которые издают птенцы из группы тестостерона, с песнями их отцов и с другими песнями самцов зебровых амадин. Видимое сходство между звуками, издаваемыми птенцами, и песнями их учителей возникало, когда птенцы достигали возраста 50 дней, — как это и происходит обычно. Это говорило о том, что сенсомоторное обучение не начиналось раньше срока, и раннее лепетание не ускоряло его.

Ученые пришли к выводу, что лепетание птенцов само по себе не приводит к началу сенсомоторной фазы обучения, как предполагалось ранее. Вместо этого оно, по всей видимости, активирует первую фазу обучения — то есть позволяет птенцам формировать «песенные шаблоны», по которым они потом учатся. Пока птенцы лепечут и слушают содственный лепет, в их мозге, по всей видимости, формируются моторные слуховые карты, позволяющие запоминать услышанные песни взрослых самцов. Исследователи предположили, что такой механизм характерен не только для зебровых амадин, но и для других видов певчих птиц.

А недавно биологи выяснили, что для поддержания нормальной работы голосового аппарата самцам зебровых амадин необходимо петь регулярно. Песни самцов, которым не давали петь в течение недели, становились хуже и меньше нравились самкам.