Орнитологи из Германии обнаружили, что обучение птенцов зебровых амадин стереотипной песне может зависеть от криков самок. Хотя самки и не поют, их крики активируют нейроны вокального центра самцов и, вероятно, служат положительной обратной связью. А в случае птенцов нейроны вокального центра реагируют на вокализации самок непосредственно во время пения. Кроме того, эксперимент показал, что птенцы, выросшие в присутствии самки, лучше запоминают и имитируют песню наставника. Работа опубликована в Nature Communications.
Песня самцов певчих птиц, с помощью которой они привлекают самок, — результат генетической предрасположенности и обучения. Птенцы учатся петь, слушая, как поют их отцы. Самки петь не умеют, поэтому в обучении не участвуют. Однако раннее исследование показало, что визуальная обратная связь от самок помогает птенцам зебровых амадин (Taeniopygia guttata) точнее имитировать песни учителей. Возможно, вокализации самок тоже могут служить обратной связью и таким образом влиять на обучение песне, поскольку самки издают звуки в ответ на те песни взрослых самцов, которые им нравятся.
Чтобы проверить это предположение, Линда Бистер (Linda Bistere) и ее коллеги из Института биологического интеллекта Общества Макса Планка решили вырастить одних птенцов зебровых амадин в присутствии самки (18 птенцов), а других в одиночестве (15 птенцов). Всем птенцам вместо песни взрослого самца включали синтезированную песню из двух слогов, повторяющихся дважды, — так называемую песню наставника. В результате песни выросших самцов, которые росли с самкой, оказались сильнее похожи на песню наставника: медианное сходство составило 46,17 процента против 28,44 процента для тех, кто рос в одиночестве.
Затем ученые сравнили песни выросших птенцов с песнями их генетических отцов. Выяснилось, что песни особей, которые росли без самки, были гораздо больше похожи на отцовские песни, чем на синтезированные песни наставника, которые им включали. Так, например, скорость их песни была сопоставима с отцовской (частота слогов птенцов — 8,03 ± 1,8 слога в секунду, отцовская частота слогов — 8,52 ± 4,38 слога в секунду), в то время как самцы, выросшие в присутствии самки, пели медленнее (5,17 ± 0,72 слога в секунду). Песни вьюрков, которые росли с самками, напоминали как синтезированные песни наставника, так и песни отца, но сходство с синтезированной песней было немного сильнее.
Шесть других птенцов ученые растили в присутствии взрослых самок (на одного птенца — одна самка) и записывали все вокализации самок и песни птенцов, чтобы исследовать связь между ними. Один самец не научился воспроизводить обычную песню, поэтому его исключили из анализа. В трех из пяти случаев самки начинали чаще издавать вокализации по мере взросления птенцов — и песни этих самцов были наиболее схожими с песней наставника (сходство от 42,33 до 73,1 процента). В двух других случаев крики самок не были связаны с развитием песен птенцов: эти самцы так и не научились имитировать песню, которую слышали. Ученые пришли к выводу, что вокализации самки помогают птенцам зебровых амадин изучать песню наставника и играют роль обратной связи.
Спайковая активность нейронов вокального центра (HVC) бодрствующих самцов-подростков увеличивалась в момент, когда самка издавала крики. То есть вокализации самок активировали нейроны вокального центра молодых самцов. То же происходит и у взрослых птиц. Однако раннее исследование показало, что нейронная активность HVC взрослых самцов непосредственно во время пения не меняется в ответ на внешние звуки. Согласно другому исследованию, причина может быть в том, что ингибирующие нейроны HVC блокируют слуховые сигналы, чтобы песня самца оставалась стереотипной.
Чтобы выяснить, влияют ли вокализации самки на нейроную активность поющих птенцов, ученые воспроизводили четырем таким птенцам крики самок и одновременно записывали активность девяти нейронов HVC. Из этих девяти нейронов четыре меняли свою спайковую активность в ответ на вокализации самки. Хотя это наблюдалось только в 6 из 22 случаев, это еще раз подтверждает то, что крики самок модулируют обучение песне молодых самцов — и это позволяет им совершенствовать стереотипную песню.
Ранее мы писали о том, что лепет птенцов зебровых амадин помог им быстрее запомнить отцовскую песню.