Śpiew ptaków i mowa ludzka mają wspólne genetyczne pochodzenie wokalne • Earth.com

Chór rudzików o świcie, nawiedzone wołanie nura, melodyjne ćwierkanie słowika – śpiew ptaków urzeka ludzkość od tysięcy lat. Jednak biologiczne mechanizmy stojące za tymi hipnotyzującymi dźwiękami ptaków pozostają w dużej mierze tajemnicą.

Teraz wyszukaj od Uniwersytet Teksasu w Austin Podkreśla narząd głosowy ptaka, krtań, i jej fascynujące ewolucyjne połączenie z ludzką krtani.

Współczesne obrazowanie skostniałej krtani

Historia zaczyna się w 2013 roku, kiedy paleontolog Julia Clark odkryła na Antarktydzie skamieniałą syrinx, najstarszą, jaką kiedykolwiek odkryto. To nieoczekiwane odkrycie zapoczątkowało poszukiwania zrozumienia ewolucji i różnorodności tego wyjątkowego narządu głosowego.

Clark i jej zespół wyruszyli w trwającą dekadę podróż w celu opracowania innowacyjnych metod sekcji, konserwacji i obrazowania tomografii komputerowej pobranych od różnych gatunków ptaków.

„Mieliśmy tę nową trójwymiarową strukturę, ale nie mieliśmy z czym jej porównać” – powiedział Clark, opisując wyzwanie, jakie stanowi porównanie skamieniałych syrinxów z ich współczesnymi odpowiednikami. „Dlatego zaczęliśmy generować dane, które wcześniej nie istniały, na temat struktury krtani u wielu różnych grup ptaków”.

Strusie i kolibry oraz ich zachowanie

Wysiłki zespołu badawczego dostarczyły fascynującego wglądu w anatomię i funkcję krtani u ptaków tak różnorodnych, jak potężny struś i mały koliber.

Chociaż można się spodziewać znacznych różnic anatomicznych między narządami głosowymi tych ekstremalnych ptaków, badania ujawniają zaskakujący rozwój – zachowanie odgrywa kluczową rolę w dźwiękach wydawanych przez ptaki.

Na przykład u strusi dorosłe samce i samice mają niezwykle podobną anatomię. Jednak mężczyźni mają szerszy repertuar wokalny, często kojarzony z przejawami agresji.

„Syczące dźwięki były bardzo obfite” – zażartował Michael Chiappone, główny autor badania na temat strusi, opisując odgłosy wydawane przez samice strusi podczas wizyty na farmie strusi w Teksasie.

Podobnie badanie krtani kolibrów ujawniło uderzające podobieństwo w budowie fałdów głosowych do ich bliskich krewnych, takich jak lelki i jerzyki.

Odkrycie to sugeruje, że ta wspólna anatomia mogła utorować drogę ewolucji uczenia się głosu u kolibrów, umożliwiając im wzajemne nabywanie złożonych piosenek.

Genetyczne powiązanie między dźwiękami ptaków i ludźmi

Być może najbardziej godnym uwagi odkryciem tych badań jest głębokie podobieństwo między krtanią ptaków i krtanią ssaków.

Naukowcy od dawna wiedzieli, że narządy te rozwijają się z różnych warstw embrionalnych, ale wspólne badania z biologiem ewolucyjnym Cliffordem Tappinem ujawniły wspólny plan genetyczny.

„Powstają pod wpływem tych samych szlaków genetycznych, ostatecznie nadając tkance głosowej podobną strukturę komórkową i właściwości wibracyjne u ptaków i ssaków” – wyjaśnił Tabbin.

To nieoczekiwane powiązanie genetyczne sugeruje, że zdolność do wytwarzania dźwięków wyewoluowała od wspólnego pochodzenia przodków, pogłębiając nasze zrozumienie wzajemnych powiązań życia.

Pochodzenie fonetyczne ptaka i krtani

Zespół badawczy zbadał genetyczne pochodzenie syrinx i przeanalizował jego ewolucję u 14 gatunków ptaków. Ich wyniki na to wskazują Wspólny przodek współczesnych ptaków Prawdopodobnie miał syrinx z dwoma źródłami dźwięku.

Taka konfiguracja umożliwiła jednoczesne wytwarzanie dwóch różnych dźwięków. Tę podwójną zdolność głosu nadal można spotkać u ptaków śpiewających. Obecność tej cechy wskazuje na bogate i złożone dźwięki starożytnych przodków ptaków.

Badanie zapewnia wgląd w ewolucję syrinx i jej rolę w komunikacji ptaków, podkreślając ewoluujący charakter odgłosów ptaków.

Sekrety dźwięków dinozaurów

Choć odkrycie wspólnego wzorca genetycznego krtani i krtani stanowi duży krok naprzód, wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi.

Dokładny czas ewolucji syrinx i to, czy dinozaury nieptasie posiadały ten narząd głosowy, pozostaje nieznane.

„Nie możemy zacząć mówić o wydawaniu dźwięków u dinozaurów, dopóki naprawdę nie zrozumiemy systemu występującego u gatunków żywych” – wyjaśnia Clark.

Zespół badawczy zamierza kontynuować badanie dźwięków u ptaków i innych gadów, mając nadzieję na odkrycie tajemnic sposobu komunikowania się dinozaurów miliony lat temu.

Melodia ewolucji Syrinx

Badania przeprowadzone nad krtanią przez Uniwersytet Teksasu w Austin stanowią świadectwo siły interdyscyplinarnej współpracy i innowacyjnych metod badawczych.

Łącząc paleontologię, biologię ewolucyjną i fizjologię, naukowcy układają ewolucyjną zagadkę wokalizacji, odkrywając niesamowitą symfonię genetyczną łączącą śpiew ptaków i ludzką mowę.

„To tak wielka rzecz, jak przejście od płetw do kończyn… Syrinx nie jest zmodyfikowanym narządem o nowej funkcji, ale zupełnie nowym narządem o starej i powszechnej funkcji” – podkreśla Clark.

Badania te nie tylko pogłębiają naszą wiedzę na temat odgłosów ptaków, ale także podkreślają niezwykłe wzajemne powiązania życia na Ziemi.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Dziennik zoologiczny Towarzystwa Linneusza.

—–

Podoba Ci się to, co przeczytałem? Zapisz się do naszego newslettera, aby otrzymywać ciekawe artykuły, ekskluzywne treści i najnowsze aktualizacje.

Odwiedź nas w EarthSnap, bezpłatnej aplikacji udostępnionej przez Erica Rallsa i Earth.com.

—–