Восемь мотивов: ученые создали глобальную карту птичьего пения

Пение птиц — это сложный язык для привлечения партнеров и защиты территории. До сих пор у науки не было единой модели, объясняющей разнообразие этих звуков в глобальном масштабе. Теперь французские исследователи проанализировали более 116 тысяч песен 3160 видов воробьинообразных со всего мира и обнаружили, что все их многообразие строится на восьми базовых акустических мотивах, пишет Phys.org.

Чтобы быть эффективными, звуки должны нести информацию и при этом сохранять способность передаваться сквозь листву или открытые пространства. Ранее ученые часто сводили анализ к простым показателям вроде высоты тона, игнорируя сложную структуру песни. В новом исследовании команда использовала автоматизированный анализ звука.

Эксперты разложили записи на спектры мощности модуляции и выявили восемь повторяющихся элементов. Они определили три типа трелей с разной скоростью, три типа свистков с различной модуляцией высоты, а также две сложные структуры, которые они назвали атональными хаотичными нотами и гармоническими стопками. У большинства видов (65%) один из этих мотивов является доминирующим и встречается более чем в 80% репертуара.

Составив карту распространения мотивов песен, ученые выяснили, что география и климат диктуют свои правила. Выяснилось, что существует четкий компромисс между сложностью сообщения и дальностью его передачи. Птицы в тропических лесах, где звук быстро искажается из-за высокой влажности и густой растительности, эволюционировали в сторону простых сигналов — плоских свистков и медленных трелей, которые лучше проходят сквозь препятствия.

С другой стороны, птицы в умеренных широтах, обитающие в открытых ландшафтах, чаще предпочитают быстрые, сложные и атональные мотивы. Исследователи предполагают, что такая сложность продиктована интенсивным половым отбором и меньшей дистанцией между особями, поскольку сигнал там распространяется дальше без сильных помех.

При этом главным фактором разнообразия пения остается эволюция, которая объясняет 82% вариаций мотивов. Системы спаривания также играют роль: полигамные виды чаще используют более сложные, быстро модулированные звуки. «Наши результаты подтверждают гипотезу акустической адаптации в тропиках, но выявляют контрастную ситуацию в умеренных широтах, где предпочтение отдается сложным мотивам», — пишут авторы исследования. Предложенная концепция позволяет масштабировать изучение коммуникации животных, объединяя физику звука, экологию и эволюцию в единую глобальную модель.

Ранее ученые назвали причину резкого сокращения пингвинов на острове Коулман.