Het complexe gedrag kan een gedeelde evolutionaire oorsprong hebben
Valse spechten (Dryobates pubescens) zoals deze trommelt snel op bomen en goten om te strijden om territorium. Een nieuwe studie heeft aangetoond dat dit gedrag betrekking heeft op gebieden in de hersenen die sterk lijken op hersengebieden die door zangvogels worden gebruikt om liedjes te leren.
Zangvogels krijgen veel liefde voor hun zachte tonen, maar drummers kunnen wat van die schijnwerpers gaan stelen.
Spechten, die niet zingen maar op bomen trommelen, hebben hersengebieden die lijken op die van zangvogelsrapporteren onderzoekers 20 september in PLOS Biologie. De bevinding is verrassend omdat zangvogels deze regio’s gebruiken om hun liedjes op jonge leeftijd te leren, maar het is niet duidelijk of spechten hun drumbeats leren (SN: 16/9/21). Of spechten dat nu wel of niet doen, het resultaat suggereert een gedeelde evolutionaire oorsprong voor zowel zang als drummen.
Het vermogen om vocalisaties te leren door ernaar te luisteren, net zoals mensen doen bij het leren spreken, is een zeldzame eigenschap in het dierenrijk. Zangleerders, zoals zangvogels, kolibries en papegaaien, hebben onafhankelijk bepaalde clusters van zenuwcellen, kernen genaamd, in hun voorhersenen ontwikkeld die het vermogen beheersen. Van dieren die niet vocaal leren, wordt gedacht dat ze deze hersenfuncties niet hebben.
Hoewel algemeen wordt aangenomen dat andere vogels deze kernen niet hebben, “zijn er duizenden vogels in de wereld”, zegt Matthew Fuxjager, een bioloog aan de Brown University in Providence, RI “Terwijl we zeggen dat deze hersengebieden alleen in deze kleine groepen voorkomen van soorten, heeft niemand echt in veel van deze andere taxa gekeken.”
Fuxjager en zijn collega’s onderzochten de noggins van verschillende vogels die niet vocaal leren om te controleren of ze deze hersenkernen echt misten. Met behulp van moleculaire sondes controleerde het team de vogelhersenen op activiteit van een gen genaamd parvalbumine, een bekende marker van de vocale leerkernen. Veel van de vogels, waaronder pinguïns en flamingo’s, kwamen tekort, maar er was één uitzondering: mannelijke en vrouwelijke spechten, die drie plekken in hun hersenen hadden met hoge parvalbumine werkzaamheid.
Hoewel spechten niet zingen, trommelen ze wel snel op bomen en huisgoten om hun territorium te verdedigen of een partner te vinden. Dit getrommel is anders dan het boren dat de vogels doen om voedsel te vinden. Toen het team hersenkernen vond die lijken op zangvogels in spechten, was Fuxjager meteen geïntrigeerd. “Ik dacht meteen dat het waarschijnlijk met drummen te maken heeft”, zegt hij.
De onderzoekers onderwierpen valse spechten (Dryobates pubescens) in het wild tot audio-opnames van drummen van andere spechten. Deze valse territoriale invasie leidde tot een agressieve drumreactie van de vogels, die vervolgens werden gevangen en geëuthanaseerd om hun recente hersenactiviteit te laten analyseren. En ja hoor, dezelfde regio’s die door eerdere laboratoriumtests waren geïdentificeerd, waren geactiveerd in de drummers.
De hersenen van zangers en drummers van vogels evolueerden afzonderlijk, maar de gelijkenis van de geanalyseerde regio’s duidt op een gemeenschappelijke oorsprong. “Het suggereert dat er gemeenschappelijke thema’s zijn over hoe je dit complexe gedrag ontwikkelt”, zegt Bradley Colquitt, een bioloog aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz die niet bij het onderzoek betrokken was. Het neurale circuit dat door deze kernen wordt gevormd, is hoogstwaarschijnlijk ontstaan uit een voorouderlijk circuit dat de beweging regelt, zegt Colquitt.
“Vogelgezang is in feite de hersenen die de spieren aansturen in een vocaal orgaan dat de syrinx wordt genoemd”, zegt Fuxjager. Deze verfijnde bewegingen zijn niet anders dan de snelle hoofd-halsbewegingen bij drummen.
Of drummen wordt geleerd als vogelgezang blijft een open vraag die het team nu onderzoekt. Toekomstig werk zal ook kijken naar hoe de hersenen van spechten zijn bedraad, hoe deze kernen het drummen regelen en hoe de rol van de hersenregio’s bij het drummen evolueerde tussen spechtsoorten, zegt Fuxjager.
Deze nieuwe studie “ontdekt een andere soort die we kunnen toevoegen aan onze vergelijkende inspanningen” om beter te begrijpen hoe complex gedrag evolueert, zegt Colquitt. “Het is een voorproefje van potentieel opwindende evolutionaire neurobiologie.” Nu spechten zich hebben aangesloten bij de band van belangrijke muziekvogels, lijkt het erop dat de drummers binnenkort hun kans krijgen om te schitteren.
