Hackspettshjärnor bearbetar trädtrummande ljud som om de vore fågelsång

Hjärnkretsen som låter fåglar lära sig sånger är aktiv när hackspettar hör trumma på träd, vilket tyder på att förmågorna kan ha uppstått från liknande evolutionära processer

Liv


20 september 2022

Dunig hackspett (Dryobates pubescens) perched i ett träd;  Shutterstock ID 1675613710;  inköpsorder: -;  jobb: -;  klient: -;  Övrig: -

En dunig hackspett uppflugen i ett träd

Richard G Smith/Shutterstock

För en hackspetts hjärna är att trumma mot ett träd ungefär som fågelsång. Fynden avslöjar betydande likheter i hjärnans kretsar bakom att höra och utföra dessa två stora akustiska aktiviteter hos fåglar, vilket betyder att de kan vara modifieringar av en delad evolutionär mall.

För vissa fåglar kommer vokaliseringar naturligt – en hök behöver till exempel inte lära sig att skrika. Sångfåglar och papegojor, å andra sidan, måste lyssna på och härma äldre fåglar för att producera sina låtar, och speciella kretsar i hjärnan tillåter dem att göra detta. Erich Jarvis vid Rockefeller University i New York ville veta om hjärnan hos fåglar som inte lär sig sina kall – flamingos, hökar och andra – såg annorlunda ut än de som gör det. Tidigare forskning har visat att aktiviteten hos en gen som kallas parvalbumin förstärks i speciella områden i framhjärnan hos sånglärande fåglar jämfört med icke-lärande fåglar. Jarvis ville bekräfta att detta verkligen var fallet i ett större antal icke-lärande.

Han och hans kollegor analyserade hjärnorna hos sju sådana fågelarter och blev förvånade över att en av dem hade dessa parvalbuminrika delar i hjärnan: dunig hackspett (Dryobates pubescens).

Hackspettar använder inte bara sina näbbar för att borra efter larver inuti trädstammar. De hamrar mot träd för att skapa specifika ljudmönster som kommunicerar territoriell information med andra hackspettar. Jarvis och Matthew Fuxjager vid Brown University i Rhode Island ledde sedan ett team som syftade till att se om hackspettarnas nyfikna hjärnregioner var kopplade till trumspel eller till fågelns enkla vokaliseringar.

Forskarna spelade trumljud på högtalare nära häckningshålorna hos 15 vilda duniga hackspettar och undersökte sedan deras framhjärnor.

Hos fåglarna som hörde trummor och trummade som svar, fann forskarna viktiga genetiska markörer för nyligen ökad aktivitet i en region av framhjärnan som är involverad i lärande och sång hos fåglar som lär sig sång. De hittade inte detta hos individer som bara ropade ett “gnäll” som svar, en vanlig reaktion bland hackspettar som hör en annans trumma.

“Hjärnkretsar för komplex akustisk kommunikation – oavsett om ljuden görs med sångorganet eller näbben – kan ha ett begränsat sätt att utvecklas”, säger Jarvis.

Forskarna tror att fågelsång och trummande båda kan ha uppstått från “evolutionärt mixtrande” i en uråldrig serie av kopplingar i fågelns framhjärna för finskaliga rörelser i uppvisningsbeteende.

Fynden tyder också på att trumbeteende kan vara åtminstone delvis inlärt, säger Jarvis.

Nicole Creanza vid Vanderbilt University i Tennessee säger att det skulle vara intressant att se ett ännu bredare urval av hjärnor över livets fågelträd. Andra skärmar skulle kunna studeras för länkar till områdena för motorinlärning, tillägger hon, såsom de utarbetade uppvaktningsdanserna av paradisfåglar och manakins.

Journalreferens: PLOS Biologi, DOI: 10.1371/journal.pbio.3001751

Mer om dessa ämnen:

Leave a Comment

Your email address will not be published.