Птицы по всему миру строят свои песни из одних и тех же восьми звуков

Фото из открытых источников

Утреннее пение птиц напоминает пение сотен певчих птиц, каждая из которых поет что-то свое. Почти все они используют одни и те же восемь звуков. Согласно новому исследованию, к этим восьми звукам относятся трели, свистки, резкие, немелодичные ноты и ноты, звучащие одновременно на нескольких высотах.

Квентин Бакеле руководил работой в научно-исследовательской лаборатории биоакустики ENES в Сент-Этьене, Франция, вместе с четырьмя коллегами из Монпелье, Парижа и Калифорнии. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.

Команда обработала 116 792 записанных фрагмента песен от 3160 видов воробьеобразных птиц. Записи были получены из xeno-canto, общедоступного архива, куда орнитологи выкладывают услышанное.

Три из восьми основных звуков — это трели: один медленный, один быстрый, один сверхбыстрый. Три из них — свистки: один бемоль, один с медленным изгибом, один с быстрым изгибом.

Последние две категории исследователи называют хаотическими нотами и гармоническими стопками. Три четверти этих всплесков точно попадали в одну из восьми звуковых категорий.

Большинство видов используют несколько типов звуков. В среднем каждый вид использует 4,6 из них, и 65 процентов песен сочетают в себе два или более типов. Восемь типов звуков работают как слоги.

Две трети видов певчих птиц также имеют явный фаворит – один звук, который используется более чем в 80 процентах их песен. Остальные виды более равномерно распределены по группам, и их песни более разнообразны. Большая синица повторяет одни и те же два звука снова и снова. Жаворонок или дрозд повторяют их гораздо чаще.

Листья и стволы деревьев рассеивают звук. Эхо размывает тишину между нотами, и высокие ноты затихают первыми. Насекомые и птицы-соперники заглушают все, что остается.

Команда оценила все восемь параметров по тому, насколько хорошо индивидуальность певца сохраняется на расстоянии. Лучше всего сохранились фальшивые свистки и медленные трели. Хуже всего — гармонические наложения и хаотичные ноты.

Эти два простых звука чаще всего встречаются там, где деревья наиболее густые. В бассейне Амазонки, Конго и тропических лесах Юго-Восточной Азии их используют гораздо больше видов, чем можно было бы предположить, исходя из количества обитающих там птиц.

Команда Бакеле связала 47 процентов локальных различий в плоских свистках исключительно с типом среды обитания, а 43 процента — с медленными трелями. Влажность имела большее значение, чем все остальные измеренные параметры.

Там, где люди наиболее сильно изменили ландшафт, меньше местных птиц используют звуки, распространяющиеся на большие расстояния. Связь слабая, и она наиболее очевидна в Европе и Индии, где люди обрабатывали землю дольше всего.

В 1975 году Э. С. Мортон в журнале «Американский натуралист» выдвинул предположение, что среда обитания влияет на звучание голоса птицы. Птицы тропических лесов ведут себя именно так, как он и предсказывал.

У птиц умеренного климата такого нет. Быстрые модулированные свистки редко встречаются в тропических лесах и распространены по всей Европе и Северной Азии. Сверхбыстрые трели также распространены на этих широтах, и в рейтинге команды они заняли одно из последних мест.

Исследователи предполагают две причины такого изменения. Птицы умеренного климата живут близко друг к другу, поэтому для пения им нужно преодолеть меньшее расстояние. Кроме того, они размножаются в течение короткого сезона и сильнее конкурируют за партнеров. Быстрое, сложное пение физически трудно воспроизвести. Птица, которой это удаётся, тем самым демонстрирует нечто подлинное о себе.

Близкие родственники часто предпочитают разные звуки. Певчие птицы, которые учатся своим песням у взрослых особей, демонстрируют наименьшее семейное сходство. Команда Бакеле установила, что 82 процента объясненной ими изменчивости обусловлены общим происхождением, а остальные 18 процентов — образом жизни вида.

Команда расположила эти признаки в порядке убывания значимости: сначала социальное поведение, затем размер тела и форма клюва, и наконец, система спаривания. Птицы, издающие звуки на больших расстояниях, используют плоские свистки и медленные трели примерно на 5 процентов чаще в своих песнях. Более крупные птицы чаще поют простые звуки.

Быстрые, модулированные свистки в основном издают мелкие птицы. Они также чаще встречаются там, где один самец спаривается с несколькими самками. Птицы, живущие бок о бок, издают гораздо больше похожих звуков, чем можно было бы предположить. Даже в самых тесных местах соседи не делили между собой восемь птиц, чтобы их голоса не заглушались.

Восемь групп звуков были получены с компьютера, а не от птицы. Никто не воспроизводил эти звуки для диких птиц. Никто не знает, слышат ли они каждый свисток одинаково. Элоди Брифер изучает коммуникацию животных в Копенгагенском университете и не принимала участия в этой работе. В статье, опубликованной в журнале Science, она назвала недостающий эксперимент: полевые испытания с воспроизведением звуков.

Пение птиц воспроизводится в определённом порядке, и никто в мире не проверял, действительно ли один звук надёжно следует за другим. Эти записи были сделаны волонтерами, и иногда они ошибочно определяют вид птицы перед загрузкой.

Команда Бакеле сохранила только высококачественные файлы и по-прежнему охватывала более 80 процентов семейств воробьеобразных и более половины всех видов воробьеобразных птиц. Все использованные командой видеоролики были размещены на Zenodo в апреле вместе с кодом анализа. Интерактивный веб-инструмент, опубликованный вместе с исследованием, воспроизводит все восемь роликов. Теперь эти же записи могут помочь исследователям проверить, что на самом деле слышат птицы.