Beschriftete hervorragende Feen-Eier. (A Katsis/Flinders University) Singvögel brauchen normalerweise nur sehr wenig Anleitung, um die Melodien ihrer Artgenossen wiederzugeben, aber die richtige Melodie fällt ihnen nicht unbedingt „aus heiterem Himmel“ ein, sobald sie schlüpfen.
Stattdessen deutet eine neue Studie darauf hin, dass die meisten Jungvögel schon als bloße Embryonen beginnen, den Vogelgesang in der Umgebung zu hören und darauf zu reagieren, während sie noch in ihren Eiern stecken.
Auch wenn eine Art als eine gilt „angeborener“ Sänger – eines mit der richtigen Genetik und Gehirnverdrahtung, um nach dem Schlüpfen den Gesang seiner Art zu produzieren – fanden Forscher auch Hinweise auf embryonales Lernen.
Es scheint, dass sich ungeschlüpfte Jungvögel mit genügend Zeit und Wiederholung häufig an Geräusche von außerhalb ihres Panzers gewöhnen, und dies ist ein wichtiger Teil ihrer Stimmentwicklung.
„Lange vor der eigentlichen Lautäußerung haben wir herausgefunden, dass diese winzigen Singvögel auch unspezifische Laute unterscheiden und zu „nicht assoziativen“ Lauten (die nicht von ihren Eltern stammen) fähig sind, was auf der Komplexität des Stimmlernens bei Singvögeln aufbaut.“ sagt Tierverhaltensforscherin Diane Colombelli-Négrel von der Flinders University in Australien.
Nach historischer Klassifizierung Vögel (und andere Tiere) sind entweder Gesangslerner und in der Lage, neue Lieder zu erfinden oder die Lieder anderer nachzuahmen; oder Nicht-Lernende, die an ihren „angeborenen“ Repertoires festhalten, die aus der Gehirnverkabelung und der Genetik entstehen.
In den letzten Jahren haben Forscher jedoch begonnen zu argumentieren, dass dieses binäre System des Stimmlernens bei Wirbeltieren zu einfach sei, und das sind wir tatsächlich auch Umgang mit einem größeren Spektrum oder Kontinuum.
Am einen Ende der Skala steht ein hohes Maß an stimmlichem Lernen, wobei Arten in der Lage sind, alle möglichen neuartigen Laute zu imitieren – viele Singvogellinien fallen in diese Kategorie, ebenso wie Menschen. Auf der anderen Seite gibt es relativ begrenzte Nichtlerner, die nur die Geräusche ihrer eigenen Spezies erzeugen können und sonst nichts.
Der Rest der Vögel liegt irgendwo im Kontinuum erlernter und nicht erlernter Lautäußerungen, und manchmal ist es schwierig, zwischen beiden zu unterscheiden.
Selbst unter „akustisch naiven“ Singvögeln, die kaum oder gar keinen Gesangsunterricht erhalten haben, Studien haben gezeigt, dass die Geräusche ihrer eigenen Spezies eine stärkere neuronale Reaktion hervorrufen als der Gesang einer fremden Spezies.
Dies deutet darauf hin, dass Vogelbabys lange vor dem Schlüpfen eine „Stimmvorlage“ in ihrem Gehirn erwerben, und die neue Forschung an Vogelembryonen unterstützt diese Idee nun.
Im Laufe von sieben Jahren, zwischen 2012 und 2019, spielten Forscher den Eiern von fünf verschiedenen Vogelarten verschiedene Vogelrufe vor.
Dazu gehörte der prächtige Feen-Zaunkönig ( Malurus cyaneus ), der Rotflügel-Zaunkönig ( Malurus elegans ), Darwins kleiner Erdfink ( Geospiza rußig ), der kleine Pinguin ( Eudyptula Minor ) und die Japanische Wachtel ( Coturnix japonica Domestica ).
Zaunkönige und Darwinfinken gelten als Gesangslerner, während Wachteln und Pinguine typischerweise als Nichtlerner gelten. Im ersten Teil des Experiments setzten die Forscher 109 Embryonen 60 Sekunden lang Lärm aus, gefolgt von 60 Sekunden Stille.
Im Vergleich zu den Embryonen von Nichtlernern wie Pinguinen und Wachteln stellten die Autoren fest, dass die Embryonen von Stimmlernern in einem viel früheren Entwicklungsstadium eine feiner abgestimmte Reaktion auf den Ruf ihrer eigenen Art zeigten.
Dies war wie neulich zu erwarten Studien haben gezeigt, dass das Verhalten von Gesangsschülern wie Zebrafinken im Erwachsenenalter durch die Lieder verändert werden kann, die ihre Eltern ihnen als Embryonen vorsingen. Nichtlernende hingegen scheinen kein so formbares Gehirn zu haben. Das heißt aber nicht, dass sie im Ei keine Lieder aufnehmen.
Im zweiten Teil des Experiments setzten die Forscher 138 Embryonen 180 Sekunden lang demselben Vogelgesang aus, entweder von ihrer eigenen Art oder von einer anderen Art, begleitet von einer weiteren Schweigeminute.
Diesmal wurde die Herzfrequenz jedes Embryos gemessen, um festzustellen, wie viel Aufmerksamkeit das Vogelbaby dem wiederholten Ruf schenkte.
Letztendlich stellten die Autoren fest, dass sich alle Vögel, sowohl Lernende als auch Nicht-Lernende, an die wiederholten externen Geräusche gewöhnten, unabhängig davon, ob sie von ihrer eigenen Art oder einer anderen Art stammten.
Dies weist auf einen Grad an angeborenem Lernen hin, der als Gewöhnung bezeichnet wird und den Tieren helfen könnte, zwischen freundlichen Rufen und den Rufen anderer zu unterscheiden.
„Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass die Fähigkeit, Geräusche wahrzunehmen und sich an sie zu gewöhnen, gefährdet ist.“ in ovo bei sich entwickelnden Vögeln könnten taxonomisch weiter verbreitet sein als bisher angenommen und stützen auch die Idee, dass das Erlernen der Stimmwahrnehmung kein binäres Verhalten ist“, so die Autoren schreiben .
Es ist immer noch unklar, ob dieses anfängliche embryonale Lernen das Verhalten von Vögeln nach dem Schlüpfen verändert, aber die Autoren vermuten, dass das Geräusch dazu führen könnte, Embryonen auf das Leben außerhalb des Eies vorzubereiten, wenn auch auf leicht unterschiedliche Weise und je nach Art mit leicht unterschiedlichem Zeitpunkt.
Zum Beispiel, Studien haben bereits gezeigt, dass die ungeschlüpften Embryonen einiger Möwen die Warnrufe ihrer Eltern hören können. Darüber hinaus neigen diese Vögel bei der Geburt zu einem defensiveren Verhalten, einem höheren Stresslevel und sind besonders auf Alarmsignale eingestellt.
Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um zu vergleichen, wie sich die Geräusche, die durch die Schale eines Eies dringen, im Laufe des Heranwachsens auf Gesangslernende und Nichtlernende auswirken.
„Diese Forschung wird hoffentlich zu weiteren Studien über die bemerkenswerte Fähigkeit von Tieren, Geräusche zu lernen, anregen“, sagt Systembiologin Sonia Kleindorfer von der Flinders University und der Universität Wien.
„Durch die Verlagerung des Zeitfensters für fundiertes Lernen in die pränatale Phase eröffnet diese Forschungsrichtung Wege zur Messung neurobiologischer nachgelagerter Auswirkungen früher Hörerfahrungen auf Verhalten und Informationsverarbeitung.“
Die Studie wurde veröffentlicht in Philosophische Transaktionen der Royal Society B Biological Sciences .