Trummande hackspettar använder liknande hjärnområden som sångfåglar

Sångfåglar får mycket kärlek för sina dova toner, men trummisar kan börja stjäla en del av det rampljuset.

Hackspettar, som inte sjunger utan trummar på träd, har hjärnregioner som liknar sångfåglarnasrapporterar forskare 20 september in PLOS Biologi. Fyndet är överraskande eftersom sångfåglar använder dessa regioner för att lära sig sina sånger i tidig ålder, men det är inte klart om hackspettar lär sig sina trumslag (SN: 9/16/21). Oavsett om hackspettar gör det eller inte, tyder resultatet på ett delat evolutionärt ursprung för både sång och trumspel.

Förmågan att lära sig vokaliseringar genom att lyssna på dem, precis som människor gör när de lär sig tala, är en sällsynt egenskap i djurriket. Röstlärare, som sångfåglar, kolibrier och papegojor, har självständigt utvecklat vissa kluster av nervceller som kallas kärnor i deras framhjärnor som styr förmågan. Djur som inte lär sig vokalt tros sakna dessa hjärnfunktioner.

Även om det ofta antas att andra fåglar inte har dessa kärnor, “finns det tusentals fåglar i världen”, säger Matthew Fuxjager, biolog vid Brown University i Providence, RI “Medan vi säger att dessa hjärnregioner bara existerar i dessa små grupper av arter, ingen har verkligen tittat i många av dessa andra taxa.”

Fuxjager och hans kollegor undersökte noggins hos flera fåglar som inte lär sig vokalt för att kontrollera om de verkligen saknade dessa hjärnkärnor. Med hjälp av molekylära sonder kontrollerade teamet fågelhjärnorna för aktivitet av en gen som kallas parvalbumin, en känd markör för vokalinlärningskärnorna. Många av fåglarna, inklusive pingviner och flamingos, kom till korta, men det fanns ett undantag – hackspettar hanar och honor, som hade tre fläckar i hjärnan med hög parvalbumin aktivitet.

Även om hackspettar inte sjunger, utför de en snabb trumma på träd och husrännor för att försvara sina territorier eller hitta kompisar. Detta trumma skiljer sig från borrningen som fåglarna gör för att hitta mat. När teamet hittade hjärnkärnor som liknar sångfåglar i hackspettar, blev Fuxjager omedelbart fascinerad. “Jag tänkte direkt att det förmodligen är relaterat till trumspel,” säger han.

Forskarna utsatte duniga hackspettar (Dryobates pubescens) i det vilda till ljudinspelningar av trummande från andra hackspettar. Denna falska territoriella invasion utlöste ett aggressivt trumsvar från fåglarna, som sedan fångades in och avlivades för att få deras senaste hjärnaktivitet analyserad. Visst, samma regioner som identifierats av tidigare labbtester hade aktiverats i trummisarna.

Hjärnan hos fågelvokalister och trummisar utvecklades separat, men likheten mellan de analyserade regionerna antyder ett gemensamt ursprung. “Det tyder på att det finns gemensamma teman om hur du utvecklar dessa komplexa beteenden”, säger Bradley Colquitt, biolog vid University of California, Santa Cruz som inte var involverad i studien. De neurala kretsarna som bildas av dessa kärnor har troligen utvecklats från en släktkrets som kontrollerar rörelsen, säger Colquitt.

“Fågelsång är i grunden hjärnan som styr musklerna i ett röstorgan som kallas syrinx”, säger Fuxjager. Dessa sofistikerade rörelser är inte olik de snabba huvud- och halsrörelserna som är involverade i trummande.

Huruvida trumma lärs som fågelsång är fortfarande en öppen fråga som teamet nu undersöker. Framtida arbete kommer också att titta på hur hackspettars hjärnor är kopplade, hur dessa kärnor kontrollerar trumma och hur hjärnregionernas roll i trummandet utvecklades över hackspettarter, säger Fuxjager.

Denna nya studie “avslöjar en annan art som vi kan lägga till våra jämförande ansträngningar” för att bättre förstå hur komplexa beteenden utvecklas, säger Colquitt. “Det är en förhandstitt på potentiellt spännande evolutionär neurobiologi.” Nu när hackspettar har anslutit sig till bandet av viktiga musikfåglar ser det ut som att trummisarna snart kan få sin chans att glänsa.

Leave a Comment

Your email address will not be published.