1167
Пташиний спів несе інформацію на відкритому просторі, допомагаючи птахам приваблювати партнерів, захищати територію й спілкуватися із суперниками. Хоча спів вивчали багато, науковцям бракувало єдиної глобальної системи, яка пояснювала б його складність і те, чому він різниться від місця до місця. Тепер у дослідженні, опублікованому в журналі Science, група французьких учених проаналізувала понад 116 000 пісень 3160 видів горобцеподібних з усього світу — і виокремила вісім спільних мотивів.
Щоб бути функціональними, звукові хвилі пісні мають водночас нести корисну інформацію й «пережити» подорож крізь середовище до іншого птаха. Досі було незрозуміло, наскільки глобальний пташиний звуковий ландшафт зумовлений еволюційною спорідненістю, а наскільки — фізикою середовищ проживання. Попередні дослідження часто зводили пісні до простих показників на кшталт середньої висоти тону, ігноруючи часові й частотні патерни, що роблять спів по-справжньому насиченим інформацією.
Автори підійшли інакше — вони явно трактували пісні як «вектори інформації». Горобцеподібні стали ідеальним об’єктом: вони населяють майже кожне наземне середовище, налічують понад 6000 видів і становлять понад 60% усіх птахів. За допомогою автоматизованого аналізу звуку науковці розсортували записи на вісім повторюваних акустичних мотивів, характеризуючи кожну пісню її спектром модуляційної потужності. Виявилося, що більшість пісень поєднують від двох до восьми мотивів — наче елементи в музичній фразі.
Ці вісім «цеглинок» — три типи трелей із різною швидкістю, три типи свистів із різною модуляцією висоти та дві складніші структури, які дослідники назвали атональними хаотичними нотами й гармонічними стеками. Прикметно, що більшість видів (65,3%) використовують свій домінантний мотив у понад 80% пісень, тоді як решта застосовує його рідше, отримуючи більшу варіативність. Оскільки горобцеподібні добре розрізняють складні спектрально-часові модуляції, усі вісім мотивів, найпевніше, перцептивно розрізнювані для них.
Команда виявила кілька закономірностей, що відображають і еволюцію, і екологію видів. Наприклад, птахи, які спілкуються на далеких дистанціях, частіше видають рівні свисти й повільні трелі, тоді як ті, що сигналять зблизька, схильні до швидших і складніших мотивів — гармонічних стеків і надшвидких трелей. Складніші звуки також частіше траплялися в полігінних видів. Утім, найбільшу частку варіації — 82% — пояснювала саме філогенія, тобто еволюційна спорідненість.
Коли науковці нанесли мотиви на карту й змоделювали, як добре звук поширюється в лісистих та відкритих середовищах, виявився чіткий вплив фізики звуку. Птахи тропічних дощових лісів схилялися до простіших звуків — рівних свистів і повільних трелей, які зберігають свою «впізнаваність» на далеких відстанях у густій рослинності. Натомість птахи помірних широт частіше обирали швидкі, складні трелі й свисти, хоча ті легше спотворюються на відстані.
Тут проявляється фундаментальний компроміс: між тим, щоб закодувати більше інформації, і тим, щоб передати її далеко. У тропіках, за словами авторів, підтверджується гіпотеза акустичної адаптації, а от у помірних широтах діє протилежний режим: коротші дистанції спілкування й інтенсивніший статевий добір переважують витрати на поширення звуку. Дослідження показує, що комунікація тварин формується не лише еволюцією та залицянням, а й самим фізичним світом, крізь який мандрує звук.
