Молодой воробей выучил забытый мотив, а повзрослев, начал передавать его другим птицам. Теперь ученые рассчитывают использовать похожие технологии для сохранения вокальных традиций редких видов.
Результаты исследования команды Университета Буэнос-Айреса и Национального совета по научным и техническим исследованиям Аргентины (CONICET) открывают новые возможности для изучения поведения птиц и охраны биоразнообразия.
Главным героем эксперимента стал обыкновенный ошейниковый воробей (Zonotrichia capensis), которого также называют чинголо. Эти птицы учатся петь, подражая другим представителям своего вида. При этом у популяций, живущих в разных местах, могут формироваться собственные варианты песен — своеобразные диалекты.
В 1960-х годах орнитолог Фернандо Ноттебом записывал песни чинголо в парке Перейра-Ираола в провинции Буэнос-Айрес. Некоторые мелодии со временем перестали встречаться в местной популяции. Однако исследователям удалось восстановить одну из них благодаря архивным записям ученого — точнее, его рукописным обозначениям звуков.
Ноттебом фиксировал изменения высоты тона с помощью линий и штрихов, отмечая, как частота звука повышается или понижается. Спустя десятилетия физики использовали эти записи для математического моделирования мелодии.
Команда под руководством физика Габриэля Миндлина создала компьютерную модель голосового аппарата птицы. Она позволила синтезировать звук, воспроизводящий характерные особенности птичьего пения.
Затем исследователи установили в парке три электронных устройства. Они воспроизводили восстановленную мелодию, записывали ответы птиц и передавали данные исследователям.
Эксперимент дал неожиданный результат: одна из молодых птиц начала подлетать к устройству и отвечать ему той же мелодией. Судя по наблюдениям ученых, воробей не просто реагировал на звук, а практиковался в исполнении нового для себя мотива.
На следующем сезоне размножения повзрослевшая птица уже передавала песню молодым особям. Так мелодия, которую давно не слышали в этой местности, снова вошла в репертуар местных птиц.
Для человека птичье пение — прежде всего источник удовольствия. Для самих птиц это важный инструмент общения, который помогает привлекать партнеров, защищать территорию и распознавать соседей.
У некоторых видов качество песни влияет на шансы самца найти пару. Если популяция сокращается, молодые птицы могут лишиться возможности учиться у достаточного количества взрослых особей. В результате они начинают петь необычно или усваивают песни других видов. Это потенциально затрудняет размножение и восстановление популяции.
Поэтому сохранение птичьих песен может оказаться важной частью природоохранной работы.
Исследователи предлагают рассматривать их как особую форму культурного разнообразия. Подобно тому как человеческие языки и диалекты передаются между поколениями, птицы перенимают вокальные особенности друг у друга. Если определенная песня исчезает вместе с ее носителями, восстановить ее естественным путем может оказаться трудно.
При этом чинголо не относится к видам, находящимся под глобальной угрозой исчезновения. Эксперимент важен прежде всего как демонстрация того, что утраченные элементы птичьей вокальной культуры можно попытаться вернуть с помощью технологий.
В перспективе электронные наставники могут пригодиться в программах восстановления редких птиц. Например, выращенные в неволе особи иногда не получают достаточного опыта общения с дикими сородичами. Если они не освоят характерные для своей популяции песни, это может осложнить их адаптацию после выпуска в природу.
Проблема особенно актуальна для видов с небольшими популяциями. В таких группах может не хватать взрослых птиц, способных обучать молодняк. Кроме того, отлов диких особей для обучения птиц в неволе способен создавать дополнительную нагрузку на уже уязвимые популяции.
Электронные системы потенциально позволят воспроизводить подходящие песни без необходимости постоянно содержать рядом живого наставника. Однако обычного проигрывания записи может быть недостаточно: некоторым видам для полноценного обучения необходимо взаимодействовать с учителем. В будущем искусственный интеллект, способный анализировать ответы птиц и адаптировать воспроизводимые звуки, может помочь решить эту задачу.
Другой перспективный вариант применения технологии — экологический мониторинг. Поскольку песни отличаются у разных особей, анализ звуков позволяет не только определять присутствие вида, но и в некоторых случаях различать отдельных птиц. Это особенно полезно там, где животных сложно наблюдать непосредственно.
Исследователи уже изучают возможность идентификации отдельных желтых кардиналов по голосу, а также планируют использовать сеть акустических датчиков для наблюдения за редкими птицами в труднодоступных районах Патагонии.
Пока нельзя утверждать, что электронные наставники сами по себе помогут восстановить исчезающие виды. Для этого необходимо выяснить, насколько успешно разные птицы усваивают искусственно воспроизводимые песни и действительно ли такое обучение повышает их шансы на размножение.
