Fågelsång är i allmänhet väldigt komplexa ljudyttringar, tänk på gärdsmygen till exempel. En lång rad av varierande drillar och toner i ett hiskeligt tempo. Hur beskriver man det? Även en så till synes enkel sång som talgoxens är vid en närmare titt mer komplex än vad vårt öra kan uppfatta. Kärr- och busksångaren härmar uppåt 300 olika arter, där olika imitationer upprepas några gånger varefter en ny imitation tar vid, allt i ett högt tempo med kärrsångaren snabbare än busksångaren.

De flesta forskare är överens om att detta har utvecklats genom så kallad sexuell selektion, det vill säga sången har över tiden blivit alltmer komplex genom att honor föredrar komplexa framför enkla sånger.  Det finns en hel del studier som har visat just detta, vilket i och för sig inte bevisar denna teori, men inte heller motbevisar den. En komplex sång antas spegla någon aspekt av individens kvalitet, vad nu det kan vara. Här finns det utrymme för mer forskning då kopplingen mellan sångens komplexitet och individers kvalitet inte är speciellt klar.

En populär art att studera i detta fall är zebrafinken. Sången är komplex, och zebrafinkar är lätta att hålla i bur vilket gör att det är relativt enkelt att göra beteende-experiment. Det finns med andra ord en hel del nödvändig bakgrundskunskap. Men det har varit svårt att få ett bra grepp om sångens komplexitet; det är lätt att studera enstaka delar såsom frekvens, amplitud, längd och så vidare, men det är högst tveksamt om man fångar komplexiteten i sången med dessa enkla mått. Nu har en forskargrupp i USA kommit på ett sätt att lösa detta dilemma genom avancerade datorbaserade metoder.

Genom en avancerad matematisk modell kunde forskarna reducera de 39 olika sångvariabler de mätte till två dimensioner. För att göra detta använda man sången från 18 zebrafinkar och totalt 135 855 sonogram som sedan kokades ner till dessa två dimensioner. Efter det kunde de extrahera olika grupperingar av sångaspekter, tänk näktergalens drillar och dess smackande ljud. Ett urval av dessa data användes för att skapa ett så kallat neuralt nätverk som ”lärde sig” hur olika dimensioner av sången ser ut. Ett neuralt nätverk är ett datorprogram som kan kalibreras att känna igen saker, det är det som populärt kallas ”AI”. Om man tränar detta program i hur ett visst mönster ser ut kan programmet känna igen detta mönster förutsatt att det finns. Allt beror med andra ord på hur man tränar detta program. Tränar man ett program att känna igen talgoxens sång kommer det att misslyckas om det matas med sången hos en rosenfink.

Zebrafinkar har en medfödd sång som utvecklas genom att fågeln själv improviserar olika figurer och mönster. Har de en vuxen hane i närheten kommer de dessutom att lära sig från denna hane genom att imitera hans olika sångfigurer. När forskarna jämförde mönstret av sång hos hanar som improviserar med de som imiterar hittade de stora skillnader. För att få en bild av denna skillnad så tänk er en stor sjö med en mängd öar. Öarna är då de sångfigurer som en hanes sång har, det vill säga de 39 olika variablerna nerkokade till två dimensioner. Hos hanar som imiterat andra hanar är öarna utspridda över en stor del av sjön, medan hanar som improviserat har sångfigurer som bara finns i en liten del av sjön. Färre öar, mindre spridda över sjön, och i en del av sjön där de imiterande hanarnas sång inte återfinns. Totalt sett en mycket stor skillnad i komplexiteten med andra ord.

När de studerade enstaka hanar fann man att avståndet mellan de olika öarna var mycket längre hos hanar som imiterat jämfört med har som improviserat. Det betyder omsatt i biologiska termer att sångfigurerna hos de hanar som imiterat andra hanar skiljer sig åt ganska mycket, vilket gör att sången blir mer komplex. Korta avstånd mellan öarna betyder att de olika figurerna är mer lika varandra, vilket gör sången enklare och mindre komplex.

När forskarna nu förstod hur de kunde hantera komplexiteten statistiskt ville de givetvis veta om det spelade någon roll för partnervalet. Kan honor verkligen höra skillnaden på samma sätt som de kraftfulla datorprogrammen kunde? Datorer är en sak, biologiska varelser en annan. Så forskarna skapade konstgjord sång för att undvika att det fanns någon aspekt hos hanarna som kunde påverka resultatet. I en klassisk uppsättning med en bur tillverkad som ett T, med nedre delen utan sång, och en enkel sång (kort avstånd mellan öarna) uppspelad i ena delen, och en komplex sång (långt avstånd mellan öarna) i andra delen. Tiden som en hona tillbringar i vardera delen av detta T speglar då hennes val.

Resultatet var slående. Honorna spenderade 30 % mer tid i den del av buren där det spelades komplex sång än i den del som var tyst (nedre delen av T:et). Faktum var att de spenderade mer tid i den tysta delen än i den del som spelade en enkel sång! Honorna kunde alltså höra skillnaden och betedde sig efter det. De gillade komplex sång, och ogillade enkel sång. Det senare är ett intressant resultat eftersom det inte bara handlade om ett positivt val, utan även ett negativt val, de föredrog tystnad framför en enkel sång.

Det är uppenbart att inlärd, imiterad sång är ”bättre” än när unga fåglar improviserar fram en sång. Honor föredrar uppenbarligen en sång som är komplex med stora skillnader mellan olika figurer, det vill säga mer gärdsmyg och mindre talgoxe. Men hur lär sig då de unga fåglarna? Forskargruppen lär ett antal unga fåglar lära sig sång av olika komplexitet. Detta analyserades sedan i två steg, dels med en traditionell metod där ett vida spritt analysprogram för sång användes, och dels med den teknik som användes för att beskriva komplexiteten (se ovan).

När de jämförde sången hos ungarna och deras lärare med den traditionella metoden fann de en bra överensstämmelse, det verkade som ungarna kunde lära sig sången rätt bra. Men när de analyserade mer i detalj med den nya tekniken fann de en mycket intressant sak. Om den sång de lärde sig från var enkel (kort avstånd mellan öarna) var det ganska bra överensstämmelse mellan ungens sång och förlagan. Men när sången blev mer komplex (långt mellan öarna) blev det svårare, och ju mer komplex sången var, ju svårare blev den att lära sig. Det blev alltså en negativ koppling mellan förlagans komplexitet och ungarnas förmåga att lära sig sången. Detta kunde inte ses med traditionella metoder för sånganalys, utan det krävdes mer komplexa modeller. En tolkning av detta resultat är att det krävs en del för att en unge ska lära sig en komplex sång, och det används senare av honorna i deras partnerval. Lätt förenklat kan vi säga att honorna föredrar smarta hanar, som har den mentala förmågan att lära sig en komplex sång.

Det är flera unika saker med denna studie. En viktig sak är att de har lyckats hitta ett sätt att förstå komplexiteten i fågelsång på en nivå som ingen annan lyckats göra förut. Det visar också att detta krävs för en djupare förståelse. Att lyssna och höra en komplex sång är en sak, men sången är inte gjord för oss och vi missar en hel del. Hur vi spontant definierar komplexitet är ofta subjektivt; en studie från några år tillbaka hävdade att den grå flugsnapparen har den mest komplexa sången, medan rödhaken har en enkel sång. Själv är jag av motsatt uppfattning. En annan sak är att de kunde koppla detta till partnerval och hur individer lär sig sång. Sammantaget är detta en unik studie och vi kan hoppas fler följer i deras spår.

Studien ger också en insikt i hur fågelsången utvecklats hos olika arter. Om honor väljer hanar med en hög komplexitet, vilket i sig är en indikation på deras hjärnkapacitet, som i sin tur kanske har en koppling till någon slags ”kvalitet”. Det kan ju vara så att honor väljer hanar med en komplex sång i hopp om att deras söner får en komplex sång, och dessa söner väljs av honor som vill ha hanar med en komplex sång, och så vidare. När en sådan process sätter igång kan det dra iväg ganska snabbt evolutionärt sett och slutresultatet blir en alltmer komplex sång. Det finns åtskilliga matematiska modeller för hur detta kan gå till, och kanske är det detta vi ser hos zebrafinken.

Så nu när våren är här och det börjar låta i buskarna kan vi njuta av lärkor som drillar, rödhakar som pladdrar i buskarna och kärrsångarna som imiterar natten lång. Vi njuter av dessa i våra öron magiskt komplexa sånger, men vetskapen om att sången är långt mer komplex än vad vi kan uppfatta får i alla mig att rysa av upphetsning. Vi kan bara glänta på dörren till fåglarnas språk, och vi kan bara gissa hur det ser ut i rummet som helhet. Det i sin tur väcker fantasin och lusten att höra och veta mer.

Litteratur

Alam,D. Zia, F. & Roberts, TF. 2024. The hidden fitness of the male zebra finch courtship song. Nature  https://doi.org/10.1038/s41586-024-07207-4

 

Visningar: 40