Ученые объяснили, почему одни птичьи песни звучат мелодичнее других

Фото из открытых источников

Исследователи определили высоту, громкость и разнообразие звуков, которые делают некоторые птичьи голоса более приятными для человеческого слуха. Результаты исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Bird Science.

Пение черного дрозда на рассвете звучит как музыка. Над тем же полем крик сипухи – нет. Новые исследования показали, что именно отличает эти два звука, и ответ сводится к высоте тона, громкости и разнообразию, при этом знания слушателя о птицах практически ни на что не влияют.

Песни, которые больше всего нравились людям, не были самыми громкими или насыщенными. Они отличались довольно высоким тембром, умеренной громкостью, узким диапазоном охватываемых частот и разнообразием.

Исследование проводили Надин Кальб и Кристоф Рандлер в Тюбингенском университете. Немецкие слушатели оценивали пение немецких птиц, поэтому полученные оценки описывают особенности слуха одной страны и утреннего пения птиц другой страны.

В исследовании приняли участие восемьдесят четыре человека в возрасте от 19 до 81 года, набранные через университетский список рассылки и путем пересылки приглашений друзьям и родственникам. За один раз приходило от четырех до шести человек, они сидели на расстоянии друг от друга в конференц-зале и надевали наушники с уже установленной громкостью.

Каждый ролик длился 15 секунд. В роликах были представлены 123 вида птиц, обитающих в дикой природе по всей Германии, и ролики поступали в случайном порядке без указания названия. Никто не знал, слышат ли они малиновку или пастушка.

Слушатели могли переслушивать отрывок сколько угодно раз, а затем оценивать его по шкале от одного до пяти. 1 означал неприятный звук, пять — приятный.

В среднем по всем видам оценка составила 3,13. Первое место занял обыкновенный чёрный дрозд с результатом 4,52. Сипуха оказалась на последнем месте с результатом 1,32.

Затем команда Кальб измерила каждую запись. Они определили самые низкие и самые высокие частоты, несущие энергию звука, частоту, на которой звук был наиболее сильным, ширину полосы между ними и громкость.

Эти показатели сгруппировались в три группы, и каждая из них предсказывала оценки. Птицы, которые начинали с более высоких значений по шкале и достигали более высоких пиков, получали лучшие оценки. Более громкие записи давали худшие оценки.

То же самое относится и к звукам, распространяющимся в широком диапазоне частот с высоким потолком. В совокупности это описывает пение птицы в довольно высоком, довольно узком диапазоне при умеренной громкости. Эти показатели объясняют около 47% различий в приятности пения от одного вида к другому.

Есть причина, по которой фавориты избегали одного из крайних значений шкалы. Человеческий слух наиболее остр в диапазоне примерно от 2,4 до 5,5 килогерц, и любой звук в этом диапазоне может восприниматься как более громкий и интенсивный, чем он есть на самом деле.

Более ранние исследования показали, что звуки в этом диапазоне оцениваются как неприятные. Наиболее популярные здесь птицы пели выше или ниже этого диапазона.

Для усложнения задачи команда подсчитала, сколько разных типов звуков содержал каждый фрагмент, сортируя метки на спектрограмме по форме. Птица, повторяющая один и тот же крик снова и снова, получала низкое количество повторений. Птица, повторяющая разные крики подряд, получала высокое количество повторений.

Команда Кальб обнаружила, что закономерность сохранялась сама по себе, даже при использовании одной и той же модели для измерения высоты тона и громкости. Общее количество звуковых элементов в клипе ничего не меняло. Главное было разнообразие.

Кальб объяснила это так: «Возможно, мы запрограммированы на предпочтение более разнообразных звуков с умеренной амплитудой и частотой, потому что они сигнализируют о безопасной, здоровой и восстанавливающей среде, где мы можем расслабиться».

Слушатели ответили на второй набор вопросов, на этот раз о себе. Они сообщили, сколько видов птиц они могут назвать по внешнему виду, сколько — по пению, как они оценивают свои навыки наблюдения за птицами и насколько им нравятся и ценятся птицы. Только один из этих ответов повлиял на оценку.

Люди, наиболее убежденные в своей любви к птицам, в целом оценили звуки птиц выше. Навыки наблюдения за птицами не оказали никакого влияния, как и возраст, пол или год участия.

«Не обязательно быть „любителем птиц“, чтобы находить птичьи звуки прекрасными», — сказала Кальб. «Умение распознавать птиц по их внешнему виду или пению не влияло на то, как люди оценивали их голоса. Это говорит о том, что удовольствие от птичьего пения связано с чем-то более фундаментальным, чем просто знание того, что вы слушаете».

Другие исследования указывают на то же самое. Пение птиц может снять стресс за считанные минуты, знакомые звуки успокаивают людей быстрее, чем незнакомые, а слушатели могут воспринимать биоразнообразие, не называя ни одного вида.

Все фрагменты были взяты с коммерческого DVD-диска с записями голосов европейских птиц, созданными на основе полевых записей, сделанных в течение многих лет без единого протокола. Вид, чей голос звучит тише, мог быть просто записан таким образом, и авторы отмечают, что результаты по громкости следует интерпретировать с учетом этого.

Остальные ограничения связаны с размером помещения. Восемьдесят четыре человека — это скромная выборка, 61 из них были женщинами, и все слышали одних и тех же птиц в одной и той же стране, поэтому результаты могут быть неточными.

Сложность оценивалась одним способом — по типу элемента, и команда не подсчитывала, сколько отдельных звуков или песен содержал каждый фрагмент. Частота издаваемых звуков различается у разных видов, и авторы утверждают, что эту взаимосвязь стоит проверить.

Все присутствующие слушали чистые записи через наушники в тихой комнате. На улице пение птиц смешивается с шумом транспорта и техники, и шумовое загрязнение уже меняет поведение птиц.

Пока никто не доказал, что что-либо из этого меняет ощущения от пребывания в том или ином месте. Однако оценки команды совпали с оценками восстановительного эффекта, полученными 21 представителем того же вида в исследовании 2016 года, что уже является началом.

По мнению авторов, следующий вопрос заключается в том, успокаивает ли кого-либо звуковой ландшафт, полный высококлассных птиц. И это не праздный вопрос, учитывая состояние численности птиц во многих регионах мира.

Рандлер начал наблюдать за птицами в 10 лет, задолго до того, как услышал об акустическом анализе.

«Мне бы очень хотелось исследовать, как звуки птиц влияют на людей в реальных условиях», — сказал Рандлер. «Я также хотела бы интегрировать экологические данные, акустический анализ и психологические реакции, чтобы понять, как изменения в биоразнообразии — такие как исчезновение видов — приводят к изменениям в восприятии природы человеком».