Ученые расшифровывают сложные сигналы горной гаички
Горные гаички (Paridae) известны сложными системами вокальной коммуникации и когнитивными способностями. В рамках докторского исследования в экспериментальном лесу Sagehen (Калифорния) изучается, как эти птицы передают разнообразную информацию с помощью своих сигналов.
Осенью гаички покидают социально моногамные пары, в которых выращивали птенцов, и формируют более крупные стаи. Этот процесс сопровождается разнообразными сложными сигналами, включая мелодичные "булькающие" крики, которыми особи заявляют о своем доминировании.
Ученые обнаруживают, что многие птицы, включая горных гаичек, следуют систематическим правилам для передачи важной информации, соединяя слоги подобно словам в предложении.
Песни vs. сигналы
У певчих птиц умеренных широт есть две основные категории вокализаций:
- Песни — используются в основном весной, в сезон размножения, для привлечения самок и защиты территории.
- Сигналы — любые другие вокализации, передающие разнообразную важную информацию.
Большинство певчих птиц имеют сложные песни и довольно простые сигналы. Однако гаички необычны: их песни очень просты по сравнению со сложностью их сигналов. Исследования показывают, что это связано с их социальной структурой и сложной средой. Жизнь в стаях большую часть года требует развитой системы коммуникации круглый год.
Расшифровка сигналов горной гаички
Горные гаички используют пять основных категорий сигналов:
- Контактные сигналы: передают идентичность (как имя) и местоположение.
- Сигналы "chick-a-dee": координируют движение стаи и передают сложную информацию о среде — от наличия пищи до присутствия и типа хищника.
- Тревожные сигналы: предупреждают о присутствии хищника.
- Молящие сигналы: используются птенцами или самками, чтобы побудить самцов к кормлению.
- Булькающие сигналы: демонстрируют доминирование над другими особями в стае, в основном используются самцами.
Сигнал "chick-a-dee" содержит элементы, напоминающие основы человеческой грамматики. Различные звуки означают разные вещи, подобно словам, а способ их комбинации меняет смысл. Порядок "слов" имеет значение. Неправильный порядок нот лишает сигнал исходного смысла, даже если все элементы те же.
Сигнал "chick-a-dee" горной гаички состоит из шести элементов (нот или слогов), обозначаемых как A, A/B, B, C, D и Dh. Их можно комбинировать сотнями уникальных способов.
- A-ноты обычно содержат идентифицирующую информацию о важности темы для кричащего.
- A/B и B-ноты информируют слушателя о теме "разговора".
- C-ноты содержат информацию о предмете сигнала, часто о пище.
- D-ноты передают информацию о возбуждении и срочности сообщения (например, уровень угрозы хищника или размер источника пищи). Они функционируют как восклицательные знаки в конце предложения.
Гаички могут использовать сигналы "chick-a-dee" для передачи сотен различных "фраз", актуальных для навигации в среде обитания и социальной среде.
Анализ сигналов "chick-a-dee"
В лаборатории сотни часов записей анализируются с помощью модифицированного алгоритма глубокого обучения для идентификации специфических сигналов популяции. Для детального изучения структуры сигналов используется программное обеспечение Raven Pro (разработанное Cornell Lab of Ornithology) и визуализация на спектрограмме.
Следующий шаг — экспериментальная проверка различных сигналов "chick-a-dee" в дикой природе. С помощью аудиоредактора синтаксис сигналов манипулируется: он либо следует грамматическим правилам, либо нарушает их. Затем эти записи транслируются в лесу, и наблюдается реакция гаичек на грамматически неправильные сигналы, которые для них звучат как бессмыслица.
Эта комбинация экспериментального тестирования и тщательного визуального анализа — шаг к пониманию тонких сложностей коммуникации гаичек и определению значения различных слогов и синтаксических правил.