Τα μελωδικά και ποικίλα τραγούδια των πουλιών συχνά εμπνέουν ποπ τραγούδια και ποιήματα, και ήταν εδώ και αιώνες, μέχρι το «Romeo and Juliet» του Σαίξπηρ ή το «The Nightingale» του H. C. Άντερσεν.
Παρά τη γοητεία μας με το τραγούδι των πουλιών, μόλις αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πώς παράγεται αυτή η περίπλοκη συμπεριφορά και ποιες εξαιρετικές εξειδικεύσεις επέτρεψαν στα ωδικά πτηνά να αναπτύξουν το διαφορετικό ηχητικό τοπίο που μπορούμε να ακούμε κάθε πρωί.
Οι Songbirds παράγουν τα όμορφα τραγούδια τους χρησιμοποιώντας ένα ειδικό φωνητικό όργανο μοναδικό για τα πουλιά, το syrinx. Περιβάλλεται από μύες που συστέλλονται με υπερταχεία ταχύτητα, δύο τάξεις μεγέθους πιο γρήγορα από π.χ. μύες ανθρώπινου ποδιού.
"Διαπιστώσαμε ότι τα ωδικά πτηνά έχουν απίστευτο καλό έλεγχο του τραγουδιού τους, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου συχνότητας κάτω από ένα Hertz", λέει η Iris Adam, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και Επίκουρη Καθηγήτρια στο Τμήμα Βιολογίας του Πανεπιστημίου της Νότιας Δανίας.
Μια κινητική μονάδα είναι η θεμελιώδης μονάδα συστολής του μυός και αποτελείται από έναν κινητικό νευρώνα και τον αριθμό των μυϊκών ινών με τις οποίες συνδέεται και ενεργοποιεί. Συνδυάζοντας παρασκευάσματα ιστού για τη μέτρηση μυϊκών και νευρικών ινών και μαθηματικών μοντέλων, οι ερευνητές θα μπορούσαν να δείξουν ότι ένα μεγάλο μέρος των κινητικών μονάδων πρέπει να είναι πολύ μικρό και ακόμη και τόσο μικρό όσο η μεμονωμένη μυϊκή ίνα.
"Οι κινητικές μονάδες ποικίλλουν σε μέγεθος από αρκετές εκατοντάδες ή χιλιάδες μυϊκές ίνες στους μύες των ποδιών μας έως μόνο 5-10 στους μύες που ελέγχουν τη θέση των ματιών και τους μύες στον λάρυγγα", λέει ο Δρ. Coen Elemans, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης και επικεφαλής της ομάδας Sound Communication and Behavior στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Δανίας.
"Στους μυς του τραγουδιού zebra finch, τα μοντέλα μας προέβλεψαν ότι το 13-17% των κινητικών νευρώνων νευρώνει μια μόνο μυϊκή ίνα."
Αυτός ήταν τόσο ασυνήθιστος ισχυρισμός που οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα τεχνική που μπορεί να μετρήσει τη δραστηριότητα όλων των μυϊκών ινών μέσα σε έναν μικρό μυ.
"Η νέα μας μέθοδος μας επέτρεψε για πρώτη φορά να ενεργοποιήσουμε μεμονωμένους κινητικούς νευρώνες και να οπτικοποιήσουμε και να καταγράψουμε τη δραστηριότητα όλων των μυϊκών ινών που αποκρίνονται ταυτόχρονα", λέει ο Adam.
"Όπως αυτό μπορέσαμε να δείξουμε ότι οι μύες του τραγουδιού των σπίνων ζέβρα περιέχουν όντως κινητικές μονάδες μικρές όσο μία μυϊκή ίνα.", προσθέτει ο Άνταμ.
Για να μπορέσουν να κατανοήσουν την επίδραση που μπορούν να έχουν τέτοιες μικρές κινητικές μονάδες στο τραγούδι, οι ερευνητές μέτρησαν επίσης την ένταση του στρες που μπορούν να κάνουν οι μύες και πώς αυτό το άγχος αλλάζει τη συχνότητα του ήχου.
Adam: "Δίπλα σε μικρές κινητικές μονάδες, ανακαλύψαμε ότι οι φωνητικοί μύες των ωδικών πτηνών έχουν τη χαμηλότερη πίεση που μετριέται σε οποιοδήποτε σπονδυλωτό."
"Για να μπορέσουμε να μελετήσουμε πώς οι αλλαγές στη μυϊκή δύναμη αλλάζουν τον ήχο που παράγεται από το φωνητικό όργανο των πουλιών, το syrinx, έπρεπε να εφεύρουμε μια νέα διάταξη" προσθέτει ο Elemans.
"Αυτή η ρύθμιση φυσά αέρα μέσω της σύριγγας ενώ μπορούμε να ελέγξουμε τους μύες με μικρούς κινητήρες."
Οι φωνητικοί μύες Songbird σίγουρα έχουν πολλά ακραία. "Είναι από τους πιο γρήγορους μύες που είναι γνωστοί και τώρα δείχνουμε ότι είναι και οι πιο αδύναμοι με το υψηλότερο δυνατό επίπεδο ελέγχου", λέει ο Adam.
Αυτός ο λεπτός έλεγχος είναι σημαντικός. Προηγούμενη έρευνα είχε δείξει ότι τα θηλυκά μπορούν να ανιχνεύσουν αυτές τις μικρές αλλαγές και να τις χρησιμοποιήσουν για να αποφασίσουν εάν έλκονται από έναν άνδρα ή όχι.
Τα ωδικά πτηνά εξελίχθηκαν πριν από περίπου 40 εκατομμύρια χρόνια και γρήγορα ακτινοβολήθηκαν στη συγκεκριμένη ομάδα πουλιών που γνωρίζουμε σήμερα. Το τραγούδι είναι ζωτικής σημασίας για τα θηλυκά να βρουν και να κρίνουν τα αρσενικά και μπορεί ακόμη και να οδηγήσει στην ειδογένεση. Μερικά σημαντικά ιδιαίτερα χαρακτηριστικά πιστεύεται ότι ήταν σημαντικά για την επιτυχία τους. Ακριβώς όπως οι άνθρωποι, τα ωδικά πτηνά πρέπει να μάθουν το τραγούδι τους από έναν δάσκαλο με μίμηση.
Adam: "Πιστεύουμε ότι δίπλα σε έναν ειδικό σύριγγα και την εκπληκτική του ικανότητα να μιμούνται ήχους, η λεπτή διαβάθμιση των χαρακτηριστικών του τραγουδιού, όπως το ύψος, έχει αυξήσει τον αριθμό των διαφορετικών ήχων που μπορεί να κάνει ένα πουλί."
"Προτείνουμε ότι η λεπτή διαβάθμιση του ήχου συνέβαλε στην ακτινοβολία των ωδικών πτηνών", καταλήγει ο Elemans.
