Cherchant le secret du chant des oiseaux

1999/11/01 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biologia
• Zoologia

Si nous nous plongions dans l'une des encyclopédies des années 70 à la recherche d'une réponse, peu nous sortirions propre. Même si cela semble un mensonge, ce n'est pas une décennie que les biologistes sont capables de donner des explications adéquates sur le mécanisme du chant des oiseaux. Ces dernières années, les chercheurs ont réussi à chanter avec les oiseaux en arrêtant le pic et avec un endoscope de fibre optique dans la gorge, même dans l'atmosphère de l'hélium. Ils ont mesuré leur respiration et analysé l'activité des muscles de la gorge avec le résultat que les oiseaux capables de chanter ont une caractéristique commune, deux boîtes vocales. Grâce à cela, ils sont capables de faire deux choses à la fois, par exemple, un duo avec lui-même. Cependant, il y a encore beaucoup de questions dans l'air, comme par exemple comment les oiseaux peuvent chanter si haut.

L'explication de ce manque d'information se trouve dans l'orgue vocal des oiseaux, le siring. Chez les mammifères, le larynx est attaché au nez, ce qui facilite le travail des chercheurs, mais le siring des oiseaux est bien gardé dans le corps. Les oiseaux ne respirent pas comme les mammifères. Comme les soufflets, ils disposent de sacs d'air qui alimentent l'air à travers les poumons; et entourés d'une de ces sacs, entre une mug musculaire environnante, vous trouverez le siringe sous forme de noix. Au-dessus aurait la taille d'un petit pois. Compréhensibles, donc, difficultés à l'analyser!

Les chercheurs ont également vu que les oiseaux qui n'ont pas la capacité de chanter, comme le canard, le poulet ou les perroquets, ont le siringe dans la trachée, juste avant que celui-ci ne se ramifie dans les bronches qui vont aux poumons. Au contraire, les oiseaux ayant la capacité de chanter, comme les étincelles, les nageoires ou les moineaux, ont une double structure inférieure, couvrant les deux bronches.

Profitant de la duplicité

L'emplacement du siringe a empêché son observation pendant des années. En conséquence, les chercheurs ont dû utiliser des approches indirectes, comme la coupe d'un muscle et son influence sur le chant de l'oiseau. Méthodes assez résistantes. Cependant, en 1990, Roderick Suthers, physiologue à l'Université indienne de Bloomington, a tenté une approche nouvelle et plus douce : l'implantation par chirurgie d'un petit outil pour mesurer le flux d'air dans les bronches des oiseaux. Ainsi, quand quelques jours plus tard les oiseaux reprirent le chant, Roderick Suthers était capable de savoir de quels tubes provenaient les oiseaux. Des essais similaires réalisés depuis lors ont montré que les oiseaux, grâce au doublage du siring, ont plusieurs astuces pour créer des chansons complexes.

Certains sont capables de former de vrais duos, en utilisant les deux voix en même temps. Dans l'un des tubes du siringe ils peuvent créer une note croissante, tandis que dans l'autre ils produisent une descente, formant ainsi des chansons très harmoniques. D'autres utilisent alternativement les deux tubes. Ils lanceront ainsi une note après l'autre, rapidement et continuellement. Beaucoup d'oiseaux emploient les deux tubes de siring comme un haut-parleur. La gauche est formée en notes basses et la droite en notes hautes. Le cardinal, par exemple, produit une note qui monte doucement d'un kilohercilla à sept, et qui passe à droite par le tube gauche à environ 3,5 kilohertz. Cependant, il n'existe pas de grandes différences dimensionnelles ou structurelles entre les deux tubes du siring. Apparemment, la clé de cette compétence réside dans les différentes forces exercées de chaque côté.

Suthers fait une curieuse découverte dans l'utilisation que les canaris ont donné à la duplicité du siringe: tout en respirant à droite, ils chantent à gauche. Les deux poches pulmonaires des oiseaux sont reliées entre elles, de sorte que, même si elles respirent d'un seul côté, elles peuvent remplir d'air les deux poches pulmonaires. Cette division du travail permet aux canariens de lancer des séquences de longues chansons de 30 "syllabes" suivies, mais aussi de créer des segments sonores courts par seconde. Et pour qu'ils ne restent pas sans air, après chaque "syllabe" ils font une inspiration rapide. Le but est d'obtenir la vitesse dans le chant. Et pourquoi ? Eh bien, il ya des études récentes où les femelles de canari préfèrent les mâles capables de chanter rapidement.

Des oiseaux aux humains

Même si les scientifiques ont commencé à comprendre l'utilisation que font les oiseaux de siring, ils ne savent pas encore comment créer des sons. Deux ont été les principales théories pendant des années. Selon un, les oiseaux produiraient des bruits faisant passer l'air par un rétrécissement du siringe. L'autre théorie soutient que les sons proviennent de la vibration d'une membrane en forme de tympan perpendiculaire aux tubes du siringe. Il y a quelques années, cependant, Franz Goller, de l'Université de l'Utah, et Ole Larsen, de l'Université Odense du Danemark, ont fait une découverte inattendue. Mettant l'endoscope à fibre optique dans la gorge d'un oiseau, au moment où l'oiseau chantait, ils réussirent à observer le siringe. La conclusion est que le siring fonctionne de façon très similaire à l'appareil vocal de l'être humain. Pendant le chant, les muscles de la gorge placent deux plis de tissu lourds, les lèvres extérieures et intérieures, sur la voie de l'air et les soumettent à vibration pendant le passage des airs, tout comme avec les cordes vocales dans la gorge humaine. En outre, malgré l'enlèvement de la membrane en forme de tympan du siring, soi-disant source du son, ils ont vu que l'influence sur le chant de l'oiseau était très petite.

Michale Fe, dans une enquête menée ultérieurement en utilisant une sorte de caméra, a obtenu un résultat différent : le seul groupe de tissus vibrait avec cette membrane. Dans cette étude, cependant, aucun oiseau vivant n'a été étudié, mais le siringe extrait d'un txonte. Siringe avec tension musculaire normale. L'équipe de Lucent Technologies' Bell Laboratories de Fee dans le New Jersey a également fait une autre remarque. Il semble que parfois le siring de l'oiseau fonctionne automatiquement. Dans le chant de la txonta, il y a des moments où la chanson passe d'une mélodie propre à un grondement bruyant au tour aller-retour. Le siringe extrait de Fe montrait les mêmes transitions lorsque l'air se faisait circuler à une vitesse croissante à travers les tubes. Cela suggère que certaines richesses du chant du txonta peuvent être le résultat de simples changements dans le flux aérien et non d'opérations complexes dans le cerveau.

Mais comme le siringe est source sonore, la gorge et la bouche de l'oiseau ont beaucoup à voir dans le chant qui viendra à nos oreilles. Les résonances générées dans ces deux médias peuvent considérablement altérer le son initial. Cet effet est également évident dans la voix humaine. Grâce aux gorges, aux bouches et aux dents, nous formons des voyelles et des consonnes. Ces intermédiaires sont, à leur tour, l'une des principales causes d'inégalité des timbres dans lequel la voix elle-même est unique. Pour les mêmes raisons, en parlant dans l'atmosphère d'hélium, nous aurons un ton de voix plus élevé que d'habitude. Étant l'hélium plus léger que l'air, il transporte le son plus rapide et met en évidence dans la bouche des résonances de ton plus élevé que la normale, bien que la fréquence de vibration dans les cordes vocales varie peu d'un moyen à l'autre.

Quelque chose de semblable arrive aux oiseaux. Il y a dix ans, l'éthologue Stephen Nowiki a placé les oiseaux de neuf familles différentes dans une atmosphère enrichie en hélium et a enregistré leur chanson. Dans tous les cas, il a recueilli des tons de haute fréquence, comme des chants de pigeon, qui n'apparaissaient pas lorsque les oiseaux chantaient dans l'atmosphère aérienne. Sur la base de ces résultats, il a postulé que le plafond du bec agit comme un filtre. Il s'agit d'un espace qui permet de créer des mélodies relativement pures en amplifiant les sons produits par le siringe. Mais étant donné que dans le chant de nombreux oiseaux abondent les sauts d'une octave à l'autre, ils doivent constamment adapter le filtre pour créer la mélodie appropriée à chaque instant. En analysant le chant des moineaux, les chercheurs ont réalisé que ceux-ci ouvrent davantage le pic en jetant des notes hautes, car ils parviennent à réduire l'étranglement et à créer une résonance plus fréquente.

Dans des études ultérieures, l'équipe de Nowiki a analysé comment les sons produits seraient en maintenant ouvert le pic des moineaux jusqu'à une mesure fixe. Pour cela, pendant quelques jours et en quelques instants, ils mettaient le bec aux bonnets, jusqu'à ce que les oiseaux eurent le bec dans cette position et puissent commencer à chanter. Dans les chansons ainsi recueillies apparaissaient plus souvent les tons hauts qu'autrement.

L'équipe de Nowiki a également analysé comment les moineaux arrivent à utiliser conjointement le siring, la gorge et le bec. Dans les premiers pas, les jeunes oiseaux apprennent à porter correctement la mélodie et le rythme des notes, et finalement à composer des notes pures en utilisant l'intégrité de l'appareil vocal.

Toutes ces recherches apparemment totalement académiques acquièrent une nouvelle dimension dans la mesure où le système vocal des oiseaux est semblable à celui des êtres humains. Michale Fe croit que nous pourrions apprendre au sujet de l'appareil vocal humain en analysant le siring d'oiseau. Selon ses arguments, si les tentatives de représentation artificielle de la voix humaine ont échoué, c'est parce que nous ne connaissons pas bien l'appareil vocal, au moins en partie.

M. Fee est droite ou erronée, au moins la prochaine fois que vous allez sur la montagne, soyez attentifs à ce que dit l'oreille. Vous pourriez être en mesure de distinguer les jeunes inconnus txolarre d'où ils chantent.