Tūkstančiai paukščių gieda skirtingai, bet naudoja tuos pačius aštuonis garsus: aplinka nusprendžia, kuriuos

Ankstyvą vasaros rytą gali atrodyti, kad kiekvienas paukštis turi visiškai savitą balsą. Vienas švilpauja trumpomis natomis, kitas beria garsus taip greitai, lyg skubėtų papasakoti visą istoriją, o trečiojo giesmė sklinda iš medžių viršūnių ilgais, aiškiais tonais. Miške, pievoje ar miesto parke girdima tokia įvairovė, kad ją sunku sutalpinti į vieną sistemą.

Tačiau išanalizavę beveik 116 tūkst. paukščių giesmių mokslininkai padarė netikėtą išvadą. Daugiau kaip trijų tūkstančių žvirblinių paukščių rūšių repertuarą galima suskirstyti į vos aštuonis pagrindinius akustinius motyvus. Kitaip tariant, stulbinama paukščių muzikos įvairovė kuriama naudojant palyginti nedidelį garsų „rinkinį“.

Paukščiai šiuos elementus jungia skirtingu tempu, aukščiu, trukme ir seka. Todėl aštuoni pagrindai nereiškia aštuonių vienodų giesmių – panašiai kaip iš riboto raidžių skaičiaus žmonės gali sudaryti nesuskaičiuojamą daugybę žodžių ir sakinių.

Tyrimas taip pat parodė, kad paukščio balsą formuoja ne vien jo kilmė. Didelę reikšmę turi vieta, kurioje jis gyvena. Tankus atogrąžų miškas, atvira pieva ar vidutinio klimato miškas garsą keičia skirtingai, todėl per milijonus metų paukščių giesmės prisitaikė prie aplinkos, kurioje turi būti išgirstos.

Sudėtinga paukščių muzika pastatyta iš kelių pagrindų

Žvirbliniai paukščiai sudaro beveik 60 procentų visų žinomų paukščių rūšių. Šiai didelei grupei priklauso daugybė įprastų Lietuvos sodų, miškų ir miestų gyventojų – nuo zylių bei žvirblių iki varnėnų ir strazdų. Jų giesmės gali būti labai paprastos, sudarytos iš kelių kartojamų natų, arba tokios sudėtingos, kad žmogaus ausiai primena ilgą melodiją.

Paukščiai gieda ne vien dėl grožio. Giesmė gali padėti privilioti porą, parodyti patino fizinę būklę, pažymėti teritoriją ir perspėti konkurentus, kad vieta jau užimta. Kai kurioms rūšims svarbi ne tik pati nata, bet ir jos atlikimo greitis, tikslumas bei gebėjimas pakartoti sudėtingą seką.

Iki šiol tokio masto palyginimą atlikti buvo sunku. Vien tik išmatuoti, ar garsas yra aukštas arba žemas, nepakanka. Dvi giesmės gali skambėti panašiu dažniu, bet visiškai skirtis tuo, kaip jų garsas kinta per sekundės dalis.

Naujajame tyrime analizuotos 116 tūkst. giesmių iš 3160 rūšių. Mokslininkai tyrė ne vien garso aukštį, bet ir jo struktūrą laike bei dažnių diapazone. Tai leido didžiulį įrašų kiekį palyginti pagal tai, kaip tiksliai formuojamas kiekvienas garsas.

Galiausiai išryškėjo aštuoni pasikartojantys akustiniai motyvai. Tarp jų yra įvairaus pobūdžio švilpimai, trelės, harmoniniai ir kiti aiškią struktūrą turintys garsai. Atskiros rūšies repertuare paprastai aptinkami maždaug penki iš aštuonių motyvų, tačiau dažniausiai vienas jų būna vyraujantis.

Miškas veikia tarsi nematomas garso filtras

Paukščiui neužtenka išgauti sudėtingą ir gražią melodiją. Ji turi pasiekti kitą paukštį. Jei garsas pakeliui išsisklaido, susilieja su aidu ar paskęsta aplinkos triukšme, net įspūdingiausia giesmė neatliks savo paskirties.

Tankiuose atogrąžų miškuose garsui tenka skverbtis pro lapus, šakas ir medžių kamienus. Greitai besikeičiančios natos tokioje aplinkoje gali būti iškraipomos: viena nata dar nebaigia sklisti, kai ją jau pasiveja kitos aidas. Todėl ten dažniau sutinkami tęstiniai, aiškūs švilpimai, galintys nukeliauti didesnį atstumą ir išlikti atpažįstami.

Vidutinio klimato regionuose dažniau aptinkamos itin greitos trelės. Čia sezoninis poravimosi laikotarpis trumpesnis ir intensyvesnis, todėl paukščiams gali būti naudinga per trumpą laiką perduoti daugiau informacijos. Greita, techniškai sudėtinga giesmė taip pat gali tapti savotišku atlikėjo pajėgumo įrodymu.

Tai padeda paaiškinti, kodėl net tolimai giminingi paukščiai panašiose buveinėse kartais pradeda naudoti panašiai skambančius elementus. Juos jungia ne artima giminystė, o ta pati fizinė problema: kaip būti išgirstam konkrečioje aplinkoje.

Tuo pačiu metu artimos rūšys, apsigyvenusios skirtingose vietose, gali pakeisti giesmes. Vienai tenka „pramušti“ tankią augmeniją, kitai – perduoti signalą atviroje erdvėje, kur pučia vėjas ir garsas sklinda kitaip. Taigi paukščių giesmė yra ne tik paveldėtas biologinis bruožas, bet ir ilgalaikio prisitaikymo prie aplinkos rezultatas.

Paukščiai

Aštuoni motyvai atsirado labai seniai

Šiuolaikiniai giesmininkai kilo iš bendro protėvio, gyvenusio prieš daugiau kaip 50 mln. metų. Nuo tada jie pasklido po skirtingus žemynus ir prisitaikė prie labai įvairių buveinių – nuo drėgnų tropikų iki sausų lygumų bei šaltų šiaurės miškų.

Tyrėjų išvada rodo, kad aštuoni pagrindiniai akustiniai motyvai greičiausiai susiformavo ankstyvame giesmininkų evoliucijos etape. Vėliau jie nebuvo nuolat keičiami visiškai naujais garsais. Paukščiai tą patį pagrindinį rinkinį įvairiose pasaulio vietose perdirbo ir pritaikė saviems poreikiams.

Vienos rūšys pasirinko beveik visą giesmę grįsti vienu ryškiu motyvu. Kitų paukščių repertuare keli elementai naudojami panašiomis dalimis. Iš jų galima sukurti trumpą kartojamą signalą, ilgą melodiją arba sudėtingą seką, kurios tikslus atlikimas reikalauja daug praktikos.

Tai primena muzikos instrumentą su ribotu natų skaičiumi. Pats instrumentas nepasako, kokia melodija bus atlikta. Galutinį rezultatą lemia natų seka, ritmas, tempas, pauzės ir atlikėjo gebėjimai.

Atradimas taip pat nereiškia, kad mokslininkai jau „išvertė“ paukščių kalbą. Akustiniai motyvai apibūdina garsų sandarą, bet ne visada jų konkrečią reikšmę. Tas pats garsinis elementas skirtingoms rūšims gali atlikti kitokią funkciją arba būti naudojamas visiškai kitame giesmės kontekste.

Paukščių balsai gali padėti suprasti ir kitus gyvūnus

Naujasis metodas vertingas ne tik aiškinantis, kodėl paukščiai gieda būtent taip. Panašiu būdu būtų galima tirti ir kitų gyvūnų sudėtingas garsines sistemas – pavyzdžiui, banginių, šikšnosparnių, primatų ar net vabzdžių skleidžiamus signalus.

Kai įrašų yra šimtai tūkstančių, žmogus negali kiekvieno jų atidžiai perklausyti ir patikimai palyginti. Kompiuteriniai metodai leidžia pastebėti struktūras, kurių klausantis pavienių įrašų beveik neįmanoma įžvelgti. Gyvūnų elgsenos ekspertė Elodie Briefer tyrimą pavadino viena išsamiausių iki šiol atliktų žvirblinių paukščių giesmės evoliucijos analizių.

Tokie tyrimai gali turėti ir praktinės naudos. Gamtos garsų įrašai vis dažniau naudojami stebint biologinę įvairovę. Jei sistema geba atpažinti ne tik konkrečią rūšį, bet ir giesmės struktūrą, galima greičiau pastebėti, kaip paukščių bendruomenės keičiasi kertant miškus, plečiantis miestams ar stiprėjant žmogaus keliamam triukšmui.

Atradimas pakeičia ir tai, kaip galima klausytis įprasto rytinio čiulbėjimo. Tai, kas žmogui atrodo kaip nesuskaičiuojama daugybė atsitiktinių melodijų, iš tiesų turi bendrą, milijonus metų senumo pagrindą.

Skirtinguose pasaulio kraštuose paukščiai naudoja tą patį aštuonių garsinių elementų rinkinį, tačiau kiekviena rūšis iš jo susikuria savo balsą. O galutinę melodiją padeda parašyti vieta, kurioje ji turi nuskambėti.