你爸爸教你那樣唱歌的嗎?

當我們大多數人聽到樹林中鳥兒吱吱喳喳叫的時候,我們把它當作背景噪音。通常很難將一隻鳥與另一隻鳥區分開來。

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


當我們大多數人聽到樹林中鳥兒吱吱喳喳叫的時候,我們把它當作背景噪音。通常很難將一隻鳥與另一隻鳥區分開來。但是,當你能夠分辨時,你就會開始聽到鳥鳴是多麼複雜,這是一種雄性向雌性發出的複雜訊號,表明它們是最好的,而且它們是雌性顯然應該選擇的那隻。你會聽到高低起伏、顫音和重複的主題。

我們過去認為鳥鳴是相對簡單的基因與環境相互作用。歌聲洪亮的雄性會得到最好的雌性,然後也是獲得最好的食物的問題,然後健康的鳥教會它的後代唱歌,健康的後代繼續展示最好的歌聲。因此,歌聲是鳥類健康狀況的“誠實訊號”,它有良好的基因和良好的食物,並且準備好交配,寶貝!

但是,其中有多少是真正的訓練,又有多少是遺傳的呢?為了找出答案,我們轉向可能是最可愛的研究物件……斑胸草雀。


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(看看那些臉頰!而且它真肥胖!!!太可愛了。來源

Woodgate 等人。“斑胸草雀大腦和歌曲結構的環境和遺傳控制”《進化》,2013年。

為了研究基因和環境在歌曲學習中的關係,作者轉向了斑胸草雀。許多其他研究也考察了斑胸草雀以及它如何學習歌曲,以及環境壓力(比如食物不足)如何改變歌曲的呈現方式。但是這些實驗通常繁殖鳥類並觀察環境……他們沒有觀察老師。父親鳥,他們“教”他們的後代唱歌。

這些作者做了一個“部分交叉寄養”設計,他們將一些鳥“寄養”給其他父親,同時將一些鳥留在原來的父親身邊。你可以透過將卵移動到其他巢穴來做到這一點,拉動開關讓鳥類永遠不會意識到它們有“杜鵑”,然後仔細跟蹤到底是誰是誰。他們讓親代撫養和寄養的兩組鳥都暴露在環境壓力下,與其他組相比,給它們較少的食物(但仍然足夠生存)。然後他們觀察了後代:它們的體重是多少?它們唱歌多少以及如何唱歌?它們的大腦是什麼樣的?所有這些與它們的父母相比如何?

你可以在這裡清楚地看到,每件事有多少是由基因(黑色)、環境(白色)和基因加壓力(灰色)決定的,從體重(最左邊,主要是遺傳)到鳥鳴的不同方面(圖表的右側,你可以看到條形主要是白色的)。

他們能夠表明的是,體重?這主要是遺傳的?大腦質量?這是基因和環境壓力(無論它們是否受到食物限制)的結合。但是歌曲呢?與最初認為的主要是遺傳相反,事實證明,歌曲更多地與誰撫養你有關,影響歌曲的峰值頻率、歌曲中的音節數、每個歌曲樂句的長度以及獨特音節的比例(它們是否一遍又一遍地重複某些音符,或者有更廣泛的範圍)。唯一具有更多基因輸入的是鳥類最終唱歌的最大頻率。對於其他一切,這都取決於誰教你唱歌。

但是當你進入大腦內部時,情況變得更加複雜。斑胸草雀的大腦中有與歌曲相關的特定區域,即高階發聲中心 (HVC) 和弓狀蒼白球的強大核 (RA)。 HVC 的體積是基因和環境壓力的結合,但 RA 的大小與鳥類最終實際唱歌的方式更相關,更多地來自誰訓練鳥類唱歌,而不是遺傳或壓力。

這是一個令人震驚的例子,說明動物世界的行為在多大程度上可能是訓練和動物所處環境的產物。我們通常認為動物比我們更“硬連線”,更受其基因和環境結果的限制,而社會方面作用相對較小。看到鳥鳴這種重要的東西具有如此重要的社會作用是非常引人注目的,畢竟,鳥鳴決定了你是否足夠性感,能夠將這些基因傳遞下去!

所以,下次當你從鳥類中挑選出一首複雜的歌曲時,不要問“你爸爸是誰”,而是問“是誰把你培養成這樣唱歌的?”

Scicurious 在南方一所院校獲得了生理學博士學位。她擁有另一所受人尊敬的南方院校的哲學文學學士學位和生物學理學學士學位。她目前在一家著名的機構擔任博士後研究員,這家機構非常豪華,位於其他地方。她的專業興趣是神經生理學和精神疾病。她最近獲得了博士學位,並同時追求她對科學和寫作的熱愛。她經常以第三人稱寫部落格。有關 Scicurious 的更多資訊以及檢視她最近獲得的獎項和活動,請參閱她的簡歷 ( http://scientopia.org/blogs/scicurious/a-scicurious-cv/)

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