Οι δρυοκολάπτες χρησιμοποιούν παρόμοιες περιοχές του εγκεφάλου με τα ωδικά πτηνά
September 20, 2022Τα Songbirds αγαπούν πολύ για τους απαλούς τόνους τους, αλλά οι ντράμερ μπορεί να αρχίσουν να κλέβουν λίγο από αυτά τα φώτα της δημοσιότητας.
Οι δρυοκολάπτες, που δεν τραγουδούν αλλά κάνουν τύμπανο στα δέντρα, έχουν περιοχές του εγκεφάλου που είναι παρόμοιες με εκείνες των ωδικών πτηνώναναφέρουν οι ερευνητές στις 20 Σεπτεμβρίου στο PLOS Βιολογία. Το εύρημα είναι εκπληκτικό επειδή τα ωδικά πτηνά χρησιμοποιούν αυτές τις περιοχές για να μάθουν τα τραγούδια τους σε νεαρή ηλικία, ωστόσο δεν είναι σαφές εάν οι δρυοκολάπτες μαθαίνουν τους χτύπους των τυμπάνων τους (SN: 16/9/21). Είτε το κάνουν οι δρυοκολάπτες είτε όχι, το αποτέλεσμα υποδηλώνει μια κοινή εξελικτική προέλευση τόσο για το τραγούδι όσο και για το τύμπανο.
Η ικανότητα να μαθαίνεις φωνητικά ακούγοντάς τους, όπως ακριβώς κάνουν οι άνθρωποι όταν μαθαίνουν να μιλούν, είναι ένα σπάνιο χαρακτηριστικό στο ζωικό βασίλειο. Οι μαθητές της φωνής, όπως τα ωδικά πτηνά, τα κολίβρια και οι παπαγάλοι, έχουν αναπτύξει ανεξάρτητα ορισμένες ομάδες νευρικών κυττάρων που ονομάζονται πυρήνες στον πρόσθιο εγκέφαλό τους που ελέγχουν την ικανότητα. Τα ζώα που δεν μαθαίνουν φωνητικά πιστεύεται ότι δεν έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά του εγκεφάλου.
Ενώ συνήθως θεωρείται ότι άλλα πτηνά δεν έχουν αυτούς τους πυρήνες, «υπάρχουν χιλιάδες πουλιά στον κόσμο», λέει ο Μάθιου Φούξγιαγκερ, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Μπράουν στο Πρόβιντενς, RI. «Ενώ λέμε ότι αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου υπάρχουν μόνο σε αυτές τις μικρές ομάδες. των ειδών, κανείς δεν έχει κοιτάξει πραγματικά σε πολλά από αυτά τα άλλα taxa.”
Ο Fuxjager και οι συνεργάτες του εξέτασαν τα νογκίνια πολλών πουλιών που δεν μαθαίνουν φωνητικά για να ελέγξουν αν όντως τους λείπουν αυτοί οι εγκεφαλικοί πυρήνες. Χρησιμοποιώντας μοριακούς ανιχνευτές, η ομάδα έλεγξε τους εγκεφάλους των πτηνών για δραστηριότητα ενός γονιδίου που ονομάζεται παρβαλβουμίνη, γνωστός δείκτης των φωνητικών πυρήνων εκμάθησης. Πολλά από τα πουλιά, συμπεριλαμβανομένων των πιγκουίνων και των φλαμίνγκο, έφτασαν στο ύψος τους, αλλά υπήρχε μια εξαίρεση – αρσενικοί και θηλυκόι δρυοκολάπτες, που είχαν τρεις κηλίδες στον εγκέφαλό τους με ψηλά παρβαλβουμίνη δραστηριότητα.
Αν και οι δρυοκολάπτες δεν τραγουδούν, εκτελούν ένα γρήγορο τύμπανο σε δέντρα και υδρορροές σπιτιών για να υπερασπιστούν τις περιοχές τους ή να βρουν συντρόφους. Αυτό το τύμπανο είναι διαφορετικό από το τρύπημα που κάνουν τα πουλιά για να βρουν τροφή. Όταν η ομάδα βρήκε πυρήνες εγκεφάλου παρόμοιους με τα ωδικά πτηνά στους δρυοκολάπτες, ο Fuxjager κίνησε αμέσως το ενδιαφέρον. «Σκέφτηκα αμέσως ότι μάλλον σχετίζεται με το drumming», λέει.
Οι ερευνητές υπέβαλαν περονόσπορους (Dryobates pubescens) στην άγρια φύση έως ηχογραφήσεις τύμπανων από άλλους δρυοκολάπτες. Αυτή η ψεύτικη εδαφική εισβολή πυροδότησε μια επιθετική αντίδραση από τα πουλιά, τα οποία στη συνέχεια συνελήφθησαν και υποβλήθηκαν σε ευθανασία για να αναλυθεί η πρόσφατη εγκεφαλική τους δραστηριότητα. Σίγουρα, οι ίδιες περιοχές που εντοπίστηκαν από προηγούμενες εργαστηριακές δοκιμές είχαν ενεργοποιηθεί στους ντράμερ.
Οι εγκέφαλοι των τραγουδιστών πουλιών και των ντράμερ εξελίχθηκαν χωριστά, αλλά η ομοιότητα των περιοχών που αναλύθηκαν υποδηλώνει μια κοινή προέλευση. «Υποδηλώνει ότι υπάρχουν κοινά θέματα σχετικά με το πώς αναπτύσσετε αυτές τις σύνθετες συμπεριφορές», λέει ο Μπράντλεϊ Κόλκιτ, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σάντα Κρουζ, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Το νευρικό κύκλωμα που σχηματίζεται από αυτούς τους πυρήνες πιθανότατα αναπτύχθηκε από ένα προγονικό κύκλωμα που ελέγχει την κίνηση, λέει ο Colquitt.
«Το τραγούδι των πουλιών είναι βασικά ο εγκέφαλος που ελέγχει τους μύες σε ένα φωνητικό όργανο που ονομάζεται syrinx», λέει ο Fuxjager. Αυτές οι περίπλοκες κινήσεις δεν μοιάζουν με τις γρήγορες κινήσεις κεφαλιού και λαιμού που εμπλέκονται στο τύμπανο.
Το αν το τύμπανο μαθαίνεται όπως το τραγούδι πουλιών παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα που η ομάδα διερευνά τώρα. Η μελλοντική εργασία θα εξετάσει επίσης πώς συνδέονται οι εγκέφαλοι των δρυοκολάπτων, πώς αυτοί οι πυρήνες ελέγχουν το τύμπανο και πώς ο ρόλος των περιοχών του εγκεφάλου στο τύμπανο εξελίχθηκε στα είδη δρυοκολάπτων, λέει ο Fuxjager.
Αυτή η νέα μελέτη «αποκαλύπτει ένα άλλο είδος που μπορούμε να προσθέσουμε στις συγκριτικές προσπάθειές μας» για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς εξελίσσονται οι περίπλοκες συμπεριφορές, λέει ο Colquitt. «Είναι μια προεπισκόπηση της δυνητικά συναρπαστικής εξελικτικής νευροβιολογίας». Τώρα που οι δρυοκολάπτες έχουν ενταχθεί στο συγκρότημα των σημαντικών μουσικών πουλιών, φαίνεται ότι οι τυμπανιστές μπορεί σύντομα να έχουν την ευκαιρία να λάμψουν.
