Как повторяют попугаи

Пти­цы поют и чири­ка­ют не ради наше­го удо­воль­ствия, а для обме­на инфор­ма­ци­ей. Боль­шин­ство видов, изда­ю­щих зву­ки, это­му не учит­ся, но порой «пти­чий язык» настоль­ко сло­жен, что обу­че­ние необ­хо­ди­мо. Вокаль­ное обу­че­ние, то есть спо­соб­ность вос­про­из­во­дить и моди­фи­ци­ро­вать раз­лич­ные зву­ки и их после­до­ва­тель­но­сти, встре­ча­ет­ся ред­ко, сре­ди птиц оно свой­ствен­но лишь трем груп­пам: пев­чим пти­цам, колиб­ри и попу­га­ям.

Хотя эти груп­пы состо­ят в доволь­но отда­лен­ном род­стве, их нерв­ные пути, ответ­ствен­ные за вокаль­ное обу­че­ние, схо­жи. Перед­ний мозг содер­жит семь ядер (скоп­ле­ний ней­ро­нов), раз­де­лен­ных на две груп­пы (см. рису­нок). Перед­няя груп­па ядер, отме­чен­ная на рисун­ке крас­ным цве­том, отве­ча­ет за обу­че­ние пению, зад­няя (жел­тые ядра) отве­ча­ет за испол­не­ние. Обе груп­пы вокаль­ных ядер свя­за­ны друг с дру­гом. Они так­же нахо­дят­ся в тес­ном сосед­стве с мотор­ны­ми ней­ро­на­ми. У тех птиц, кото­рые не учат­ся петь, вокаль­ных ядер нет. Ней­ро­ны, нахо­дя­щи­е­ся на их месте, выпол­ня­ют мотор­ные функ­ции. Так воз­ник­ла гипо­те­за о том, что вокаль­ные ядра воз­ник­ли из обла­стей, отве­ча­ю­щих за обу­че­ние «риту­аль­ным» дви­же­ни­ям.

Вокальные ядра в головном мозге птиц. Передние (красные) и задние (желтые) ядра соседствуют с двигательными областями (зеленый). Голубым выделены слуховые области. Длина полоски — 1 мм (Chakraborty et al., 2015)
Вокаль­ные ядра в голов­ном моз­ге птиц. Перед­ние (крас­ные) и зад­ние (жел­тые) ядра сосед­ству­ют с дви­га­тель­ны­ми обла­стя­ми (зеле­ный). Голу­бым выде­ле­ны слу­хо­вые обла­сти. Дли­на полос­ки — 1 мм (Chakraborty et al., 2015)

У попу­га­ев спо­соб­ность к вокаль­но­му обу­че­нию раз­ви­та необы­чай­но. Они непре­взой­ден­ные ими­та­то­ры, спо­соб­ные под­ра­жать мно­же­ству посто­рон­них зву­ков, не свя­зан­ных с пени­ем, в том чис­ле чело­ве­че­ской речи. Неко­то­рые пти­цы вос­про­из­во­дят даже отдель­ные фра­зы. Но если попу­гаи так отли­ча­ют­ся от осталь­ных птиц, то, быть может, и вокаль­ные ядра у них осо­бен­ные?

Этим вопро­сом заин­те­ре­со­ва­лись иссле­до­ва­те­ли из Соеди­нен­ных Шта­тов, Дании и Нидер­лан­дов под руко­вод­ством ней­ро­био­ло­га Эри­ка Джар­ви­са (Erich Jarvis) из Уни­вер­си­те­та Дью­ка. Пер­вые опы­ты уче­ные про­ве­ли с вол­ни­сты­ми попу­гай­чи­ка­ми Melopsittacus undulatus. У этих птиц в свое вре­мя обна­ру­жи­ли гены, кото­рые акти­ви­ру­ют­ся при пении, при­чем пре­иму­ще­ствен­но в ней­ро­нах вокаль­ных ядер. Теперь Эрик Джар­вис и его кол­ле­ги про­ана­ли­зи­ро­ва­ли экс­прес­сию одно­го из таких генов, PVALB, кото­рый коди­ру­ет белок, свя­зы­ва­ю­щий ионы каль­ция. Иссле­до­вав сре­зы перед­не­го моз­га попу­гай­чи­ков, уче­ные обна­ру­жи­ли, что внут­ри вокаль­ных ядер этот ген экс­прес­си­ру­ет­ся по-раз­но­му. В сере­дине ядра его актив­ность очень высо­ка, по пери­фе­рии — сла­бее. Таким обра­зом, вокаль­ные ядра, подоб­но оре­ху в шоко­ла­де, состо­ят из серд­це­ви­ны (core) и обо­лоч­ки (shell).

Эти экс­пе­ри­мен­ты повто­ри­ли с дру­ги­ми «пев­че­ски­ми» гена­ми и с восе­мью дру­ги­ми вида­ми попу­га­ев, отно­ся­щих­ся к трем семей­ствам: попу­га­е­вых (Psittacidae), кака­ду (Cacatuidae) и несто­ро­вых (Nestoridae). Резуль­та­ты под­твер­ди­ли: вокаль­ные ядра всех попу­га­ев име­ют серд­це­ви­ну и обо­лоч­ку, толь­ко у ново­зе­ланд­ско­го попу­гая кеа Nestor notabilis обо­лоч­ка выра­же­на сла­бо. У пев­чих птиц и колиб­ри обо­ло­чек нет, их вокаль­ные ядра чет­ко очер­че­ны, спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ные гены экс­прес­си­ру­ют­ся во всех ней­ро­нах с оди­на­ко­вой силой, при­мер­но так же, как в серд­це­ви­нах ядер попу­га­ев.

Вто­рая осо­бен­ность вокаль­ных ядер попу­га­ев заклю­ча­ет­ся в том, что в состав их обо­лоч­ки вхо­дят не толь­ко ней­ро­ны, свя­зан­ные с пени­ем, но и при­ле­га­ю­щие к ним мотор­ные. Эрик Джар­вис и его кол­ле­ги пола­га­ют, что такое стро­е­ние поз­во­ля­ет пти­цам син­хро­ни­зи­ро­вать дви­же­ния с музы­каль­ным рит­мом, то есть они могут научить­ся тан­це­вать.

В каж­дом ядре клет­ки серд­це­ви­ны свя­за­ны пре­иму­ще­ствен­но друг с дру­гом, а клет­ки обо­лоч­ки — меж­ду собой. Свя­зи меж­ду ядра­ми орга­ни­зо­ва­ны по тому же прин­ци­пу: серд­це­ви­на с серд­це­ви­ной, обо­лоч­ка с обо­лоч­кой. Меж­ду клет­ка­ми серд­це­ви­ны и обо­лоч­ки свя­зи ред­ки как внут­ри одно­го ядра, так и меж­ду раз­ны­ми ядра­ми.

Серд­це­ви­ны вокаль­ных ядер попу­га­ев обра­зу­ют систе­му, напо­ми­на­ю­щую вокаль­ную систе­му пев­чих птиц и колиб­ри: в них экс­прес­си­ру­ют­ся те же гены, ней­ро­ны обра­зу­ют такие же свя­зи с дру­ги­ми отде­ла­ми моз­га. Обо­лоч­ки не дуб­ли­ру­ют функ­ции серд­це­вин, они фор­ми­ру­ют дру­гую сеть, с отли­чи­я­ми в нерв­ных свя­зях и ген­ной экс­прес­сии. Эту раз­ни­цу еще пред­сто­ит иссле­до­вать.

Иссле­до­ва­те­ли отме­ча­ют, что раз­ные виды попу­га­ев отли­ча­ют­ся отно­си­тель­ны­ми раз­ме­ра­ми серд­це­ви­ны и обо­лоч­ки. Они пред­по­ла­га­ют, что эти пара­мет­ры как-то свя­за­ны с осо­бен­но­стя­ми пове­де­ния птиц, воз­мож­но, с их спо­соб­но­стью ими­ти­ро­вать зву­ки. При­знан­ные под­ра­жа­те­ли, такие как зла­то­ло­бая ара­тин­га Aratinga aurea, име­ют серд­це­ви­ну помень­ше, а обо­лоч­ку по-боль­ше. Воз­мож­но­сти вол­ни­стых попу­гай­чи­ков и розо­во­ще­ких нераз­луч­ни­ков Agapornis roseicollis огра­ни­чен­ны, а серд­це­ви­ны их вокаль­ных ядер круп­нее отно­си­тель­но обо­ло­чек. Пока иссле­до­ва­ний пове­де­ния попу­га­ев явно недо­ста­точ­но, что­бы окон­ча­тель­но решить этот вопрос.

У кеа обо­лоч­ки вокаль­ных ядер едва наме­че­ны, у осталь­ных попу­га­ев они более раз­ви­ты. По мне­нию иссле­до­ва­те­лей, это гово­рит о том, что обо­лоч­ки воз­ник­ли око­ло 29 млн лет назад, до того, как самая ста­рая ветвь кеа отде­ли­лась от обще­го попу­гай­но­го ство­ла. У кеа эта систе­ма так и закон­сер­ви­ро­ва­лась, а дру­гие попу­гаи, напро­тив, ста­ли ее уси­лен­но раз­ви­вать.

На осно­ва­нии всех полу­чен­ных дан­ных Эрик Джар­вис и его кол­ле­ги пред­по­ло­жи­ли, что мозг попу­га­ев содер­жит не одну вокаль­ную систе­му, а две, встро­ен­ные одна в дру­гую. Серд­це­вин­ная систе­ма более ста­рая, иден­тич­ная вокаль­ной систе­ме пев­чих птиц и колиб­ри. Обо­ло­чеч­ная сфор­ми­ро­ва­лась из окру­жа­ю­щих ее обла­стей как меха­низм для более слож­ной вокаль­ной ими­та­ции. Слож­ную зву­ко­вую сиг­на­ли­за­цию попу­гаи исполь­зу­ют в самых раз­ных ситу­а­ци­ях: при поис­ках поло­во­го парт­не­ра, при опас­но­сти, защи­те тер­ри­то­рии и иден­ти­фи­ка­ции осо­бей. Воз­мож­но, иссле­до­ва­ния обо­лоч­ки вокаль­ных ядер попу­га­ев смо­гут объ­яс­нить про­ис­хож­де­ние слож­ных обла­стей моз­га дру­гих живот­ных и людей.

Chakraborty M., Walløe S., Nedergaard S., Fridel E. E., Dabelsteen T. , Pakkenberg B., et al. Core and Shell Song Systems Unique to the Parrot Brain /​/​ PLoS ONE. 2015. 10(6): e0118496. doi:10.1371/journal.pone.0118496

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: