Ptasia lekcja śpiewu

Mają 10 centymetrów długości, ważą tyle co wróbel, ale nad ich badaniem pochylili się specjaliści z 20 ośrodków naukowych na świecie. Zeberki – małe kolorowe ptaszki zamieszkujące głównie Australię opanowały bowiem umiejętność rzadko spotykaną wśród zwierząt. Pisklęta uczą się śpiewu od ojca – tak jak ludzkie dzieci uczą się języka od rodziców. To dlatego stały się one modelem do studiowania ewolucji mechanizmu mowy człowieka.

Badania genetyczne tych ptaków przeprowadzili specjaliści m.in. z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis, Uniwersytetu Illinois i Uniwersytetu w Uppsali.

– To unikalny model zwierzęcy do studiowania różnic między płciami w mózgu, komunikacji, mowy, uczenia się i zachowań społecznych – tłumaczy zainteresowanie nauki zeberkami prof. David Clayton, kierujący programem badań. Opis zmian w genach odpowiedzialnych za śpiew tych ptaków publikuje dzisiejsze „Nature”.

[srodtytul]Cała para w gwizdek[/srodtytul]

Zeberka to dopiero drugi gatunek ptaków, którego genom poznano. Pierwszym była kura. Choć oba gatunki wiele łączy (m. in. ich genom jest dość zwarty – trzykrotnie mniejszy niż ludzki), różni je wiele. Na przykład kury nie posiadają wyspecjalizowanych ośrodków w mózgu odpowiedzialnych za śpiew. Ewolucyjne ścieżki kur i zeberek rozdzieliły się ok. 100 mln lat temu.

– System potrzebny do śpiewu tych ptaków jest bardziej skomplikowany, niż myśleliśmy – przyznaje prof. Erich Jarvis, neurobiolog Uniwersytetu Duke. – W części mózgu odpowiadającej za naukę śpiewu ok. 5 proc. wszystkich genów zmienia się podczas tej czynności. Myśleliśmy, że będzie ich 100, ale w rzeczywistości aktywuje się ich ok. 800.

Wcześniej naukowcy ze zdumieniem odkryli, że za kilkusekundowym trelem kryje się ogromna maszyneria genetyczna. Gdy młody ptak słucha śpiewu ojca, setki jego genów się aktywizują lub wyciszają. Te geny nie kodują jednak białek, powstaje tzw. niekodujące RNA, którego rolą jest regulacja wielu mechanizmów genetycznych w komórkach.

– Niekodujące RNA było dokładnie badane, szczególnie w kontekście rozwoju embrionalnego. Ale zaskakujące jest to, że powstają one również podczas chwilowej aktywności mózgu – wyjaśnia prof. Clayton.

Z badań genów zeberki ludzie mogą odnieść bezpośrednią korzyść. – Widzimy, jak skomplikowany jest to proces – mówi o uczeniu się ptasiego śpiewu dr Richard Wilson z Uniwersytetu Waszyngtońskiego. – Te informacje pokazują nam, w jaki sposób odbywa się wykształcanie umiejętności wokalnych na najbardziej podstawowym, molekularnym, poziomie zarówno u ptaków, jak i ludzi.

Badania genomu zeberek pozwolą m.in. lepiej zrozumieć, w jaki sposób dziecko uczy się języka od rodziców. Pomoże w wyjaśnieniu genetycznych przyczyn niektórych chorób wpływających na zdolność mowy – na przykład jąkania się czy autyzmu, głuchoty, a także choroby Parkinsona czy upośledzenia mowy po wylewie.

[srodtytul]Jak się uczy człowiek[/srodtytul]

– Zsekwencjonowanie genomu tych ptaków umożliwi naukowcom badanie genów odpowiedzialnych za tworzenie układów neuronów zaangażowanych w uczenie się, analizowanie działania hormonów płciowych na mózg i zachowanie, a także różnic w budowie mózgu u obu płci – komentuje prof. Jarvis.

I chociaż wiele innych zwierząt również wykorzystuje głos do komunikacji (np. nietoperze, słonie czy walenie), zeberki, ze względu na łatwość hodowania, są idealnym narzędziem do prowadzenia badań.

– Istnieje związek między sposobem, w jaki ptak uczy się śpiewu, a tym, w jaki sposób człowiek uczy się mówić – uważa prof. Clayton. – Ptasi mózg jest oczywiście inny niż mózg ssaka czy konkretniej człowieka, ale zauważyliśmy pewne zaskakujące podobieństwa.

W niedalekiej przyszłości zbadamy zagadkę mowy jeszcze lepiej – zapowiadają naukowcy. W tym roku mają się zakończyć prace nad genomem innego „gadającego” ptaka – papugi.

[i]masz pytanie, wyślij e-mail do autora

[mail=p.koscielniak@rp.pl]p.koscielniak@rp.pl[/mail][/i]

[ramka][b]Młode zeberki powtarzają melodię śpiewaną przez ojca[/b]

Zeberki (Taeniopygia guttata) to obecnie jedne z najchętniej hodowanych ptaków. W niewoli dożywają pięciu – dziesięciu lat, na wolności – nawet 15.

Są towarzyskie: żyją w stadach liczących kilkadziesiąt osobników.Najbardziej charakterystyczny dla zeberek jest rytmiczny kilkusekundowy śpiew. Samice wybierają samców przede wszystkim na podstawie „jakości” wyśpiewanej melodii.

W przypadku tego gatunku sprawa jest szczególnie interesująca, ponieważ pisklęta uczą się śpiewu od swoich ojców. Uważny słuchacz, taki, który lepiej opanuje śpiew ojca, ma większe szanse na zdobycie partnerki i przekazanie umiejętności wokalnych następnemu pokoleniu. Melodia jest przekazywana z generacji na generację bez większych zmian – podkreślają naukowcy w dzisiejszym „Nature”.

Początkowo młode osobniki mają trudności z powtórzeniem pełnej melodii, wydają oderwane od siebie dźwięki, jednak po wielu próbach udaje im się skopiować oryginalny śpiew dorosłego.