Як повторюють папуги - Троїцький варіант - наука
Птахи співають і цвірінькають не заради нашого задоволення, а для обміну інформацією. Більшість видів, які видають звуки, цього не вчиться, але часом «пташину мову» настільки складний, що навчання необхідно. Вокальне навчання, тобто здатність відтворювати і модифікувати різні звуки і їх послідовності, зустрічається рідко, серед птахів воно властиво лише трьом групам: співочих птахів, колібрі і папугам.
Хоча ці групи складаються в досить віддаленому спорідненні, їх нервові шляхи, відповідальні за вокальне навчання, схожі. Передній мозок містить сім ядер (скупчень нейронів), розділених на дві групи (див. Малюнок). Передня група ядер, зазначена на малюнку червоним кольором, відповідає за навчання співу, задня (жовті ядра) відповідає за виконання. Обидві групи вокальних ядер пов'язані один з одним. Вони також знаходяться в тісному сусідстві з моторними нейронами. У тих птахів, які не навчаються співати, вокальних ядер немає. Нейрони, що знаходяться на їх місці, виконують моторні функції. Так виникла гіпотеза про те, що вокальні ядра виникли з областей, що відповідають за навчання «ритуальним» рухам.
У папуг здатність до вокальному навчання розвинена надзвичайно. Вони неперевершені імітатори, здатні наслідувати безлічі сторонніх звуків, не пов'язаних з співом, в тому числі людської мови. Деякі птахи відтворюють навіть окремі фрази. Але якщо папуги так відрізняються від інших птахів, то, можливо, і вокальні ядра у них особливі?
Цим питанням зацікавилися дослідники зі Сполучених Штатів, Данії та Нідерландів під керівництвом нейробіолога Еріка Джарвіса (Erich Jarvis) з Університету Дьюка. Перші досліди вчені провели з хвилястими папужками Melopsittacusundulatus. У цих птахів свого часу виявили гени, які активуються при співі, причому переважно в нейронах вокальних ядер. Тепер Ерік Джарвіс і його колеги проаналізували експресію одного з таких генів, PVALB, який кодує білок, що зв'язує іони кальцію. Дослідивши зрізи переднього мозку папужок, вчені виявили, що усередині вокальних ядер цей ген експресується по-різному. В середині ядра його активність дуже висока, по периферії - слабше. Таким чином, вокальні ядра, подібно горіху в шоколаді, складаються з серцевини (core) і оболонки (shell).
Ці експерименти повторили з іншими «співочими» генами і з вісьмома іншими видами папуг, що відносяться до трьох родин: папугових (Psittacidae), какаду (Cacatuidae) і Несторова (Nestoridae). Результати підтвердили: вокальні ядра всіх папуг мають серцевину і оболонку, тільки у новозеландського папуги кеа Nestornotabilis оболонка виражена слабо. У співочих птахів і колібрі оболонок немає, їх вокальні ядра чітко окреслені, спеціалізовані гени експресуються в усіх нейронах з однаковою силою, приблизно так само, як в осередках ядер папуг.
Друга особливість вокальних ядер папуг полягає в тому, що до складу їх оболонки входять не тільки нейрони, пов'язані зі співом, а й прилеглі до них моторні. Ерік Джарвіс і його колеги вважають, що така будова дозволяє птахам синхронізувати руху з музичним ритмом, тобто вони можуть навчитися танцювати.
У кожному ядрі клітини серцевини пов'язані переважно один з одним, а клітини оболонки - між собою. Зв'язки між ядрами організовані за тим же принципом: серцевина з серцевиною, оболонка з оболонкою. Між клітинами серцевини і оболонки зв'язку рідкісні як всередині одного ядра, так і між різними ядрами.
Серцевини вокальних ядер папуг утворюють систему, що нагадує вокальну систему співочих птахів і колібрі: в них експресуються ті ж гени, нейрони утворюють такі ж зв'язки з іншими відділами мозку. Оболонки не дублюють функції серцевин, вони формують іншу мережу, з відмінностями в нервових зв'язках і генної експресії. Цю різницю ще належить досліджувати.
Дослідники відзначають, що різні види папуг відрізняються відносними розмірами серцевини і оболонки. Вони припускають, що ці параметри якось пов'язані з особливостями поведінки птахів, можливо, з їх здатністю імітувати звуки. Визнані наслідувачі, такі як златолобая аратінга Aratingaaurea. мають серцевину поменше, а оболонку по-більше. Можливості хвилястих папужок і рожевощоких нерозлучники Agapornisroseicollis обмежені, а серцевини їх вокальних ядер крупніше щодо оболонок. Поки досліджень поведінки папуг явно недостатньо, щоб остаточно вирішити це питання.
У кеа оболонки вокальних ядер ледь намічені, у інших папуг вони більш розвинені. На думку дослідників, це говорить про те, що оболонки виникли близько 29 млн років тому, до того, як найстаріша галузь кеа відокремилася від загального попугайного стовбура. У кеа ця система так і законсервувалась, а інші папуги, навпаки, стали її посилено розвивати.
На підставі всіх отриманих даних Ерік Джарвіс і його колеги припустили, що мозок папуг містить не одну вокальну систему, а дві, вбудовані одна в іншу. Серцевинна система старіша, ідентична вокальної системі співочих птахів і колібрі. Оболочечная сформувалася з навколишніх її областей як механізм для більш складної вокальної імітації. Складну звукову сигналізацію папуги використовують в самих різних ситуаціях: при пошуках статевого партнера, при небезпеки, захисту території та ідентифікації особин. Можливо, дослідження оболонки вокальних ядер папуг зможуть пояснити походження складних областей мозку інших тварин і людей.