Как синтетическая песня помогла вернуть исчезнувший птичий диалект

В одном из парков Буэнос-Айреса исследователи смогли вернуть в птичий «репертуар» песню, которая исчезла из этой местности несколько десятилетий назад. Они восстановили её компьютерную версию по рукописным зарисовкам, сделанным в 1960-х годах, и проигрывали запись местным рыжегрудым зонотрихиям.

Менее чем через три месяца одна из птиц начала копировать отдельные фрагменты синтетической песни. Исследователи хотели проверить, смогут ли зонотрихии распознать искусственно созданную мелодию как достаточно реалистичную для подражания. Результат показал, что компьютерная запись может стать инструментом сохранения утраченных элементов птичьей культуры.

Песня как часть популяции

Для певчих птиц песня нужна не только для общения. Самцы используют её, чтобы привлекать партнёрш и защищать территорию. Сложная, стабильная и технически качественная песня может свидетельствовать о хорошем физическом состоянии птицы. Если исполнение требует значительных затрат энергии, справиться с ним, вероятно, способен только здоровый самец.

Исследователи также рассматривают пение как часть культурного наследия популяции. По словам Габриэля Б. Миндлина, профессора физики Университета Буэнос-Айреса и одного из авторов работы, биоразнообразие включает не только гены, но и усвоенное поведение животных. Птичьи диалекты формируются, когда молодые особи учатся у родителей и соседей, а затем передают особенности песни следующему поколению.

Сокращение численности вида может нарушить этот процесс. Молодым птицам становится не у кого учиться, поэтому они начинают издавать необычные звуки, ошибаться или перенимать песни других видов. Это может снизить их шансы привлечь партнёра и успешно размножиться. Проблема особенно важна для редких популяций: отсутствие привычного диалекта способно замедлить образование пар даже после переселения птиц в подходящую среду.

Как птицы учатся петь

Около 4000 из примерно 10 000 известных видов птиц относятся к певчим воробьинообразным. Их песни часто сложны и хотя бы частично приобретаются через обучение. У разных видов период обучения длится от нескольких недель до всей жизни, а часть элементов может быть заложена генетически.

В более широком исследовании воробьинообразных учёные обнаружили общие строительные блоки песен: несколько типов трелей и свистов, хаотические и гармонические ноты. То, как эти элементы соединяются, связано с окружающей средой. Простые ровные свисты чаще встречаются у птиц тропических лесов, где звук проходит через густую растительность. Быстрые и сложные трели характернее для умеренных широт, где птицы обычно общаются на меньших расстояниях.

Песня рыжегрудых зонотрихий состоит из региональной трели и темы, которая может различаться у разных особей. Часть тем, зафиксированных несколько десятилетий назад, сохранилась, а другие исчезли. Почему пропала именно восстановленная исследователями песня, точно неизвестно. Среди возможных факторов Миндлин называет сокращение численности птиц в парке и естественные изменения, возникающие из-за ошибок при обучении.

Наставники для переселённых птиц

Опыт других природоохранных проектов показывает, что живое обучение может быть эффективнее простого проигрывания записей. В исследовании овсянок, переселённых из Девона в Корнуолл, птицы сначала пели медленно, пискляво и заметно беднее, чем исходные популяции. Через восемь лет их песни приблизились к норме, хотя записи местных песен проигрывали только части птенцов.

Доцент Плимутского университета Сара Коллинз объясняет это тем, что овсянки рождаются с врождённым знанием отдельных элементов песни, но учатся соединять их в полноценные последовательности. У других видов генетическая основа может быть устроена иначе, поэтому способность восстанавливать исчезшие песни нельзя автоматически переносить на всех певчих птиц.

В Австралии исследователи наблюдали за бородавчатыми медососами, которых выращивали в зоопарках для восстановления дикой популяции численностью около 250 особей. Два самца, рождённых в природе, помогли птицам из неволи освоить песни дикой группы. Позже выучившие традиционный репертуар самцы сами стали наставниками для следующего поколения.

При этом использование диких птиц в качестве учителей сопряжено с рисками: отлов и содержание в неволе вызывают стресс и могут привести к распространению болезней. Аудиозаписи не всегда заменяют живое взаимодействие, поэтому в будущем исследователи допускают, что роль наставника сможет частично выполнять искусственный интеллект.

Для природоохранных программ важен не только сам факт обучения, но и соответствие диалекта месту переселения. Птицы с несовпадающими песнями, по данным прошлых проектов, медленнее образуют пары и хуже адаптируются после их создания. Знакомство с местным репертуаром до выпуска может уменьшить этот эффект.

Систематическая запись птичьих песен поэтому становится частью охраны видов. Огромный объём данных уже собирают учёные и любители наблюдения за птицами. Эти архивы могут оказаться особенно ценными, если отдельные диалекты исчезнут вместе с сокращающимися популяциями: имея записи, исследователи смогут не только изучать изменения, но и попытаться вернуть птицам утраченные способы коммуникации.