Введение
Песня животных не является четко определенным термином в научной литературе, и чаще используется более широкий термин «вокализации». Песня обычно состоит из нескольких последовательных вокальных звуков, включающих множество слогов. Некоторые источники различают более простые вокализации, называемые «криками», оставляя термин «песня» для более сложных издаваемых звуков. Звукоподражания, похожие на песню, были выявлены у нескольких групп животных, включая китообразных (китов и дельфинов), птиц, земноводных (лягушек) и людей. Социальная передача песен обнаружена у таких групп, как птицы и китообразные.
Animal song is not a well defined term in scientific literature, and the use of the more broadly defined term vocalizations is in more common use. Song generally consists of several successive vocal sounds incorporating multiple syllables. Some sources distinguish between simpler vocalizations, termed “calls”, reserving the term “song” for more complex productions. Song like productions have been identified in several groups of animals, including cetaceans (whales and dolphins), avians (birds), anurans (frogs), and humans. Social transmission of song has been found in groups including birds and cetaceans.
млекопитающие
Большинство видов млекопитающих производят звук, пропуская воздух из легких через гортань, заставляя вибрировать голосовые складки. Затем звук попадает в надгортанный вокальный тракт, который можно регулировать для внесения различных изменений в звуковой сигнал, что позволяет уточнять вокализации. Звуковые вибрации передаются в орган в голове, называемый лимбой (melon), который может изменять форму для контроля и направления вокализаций. В отличие от людей и других млекопитающих, зубатые киты способны рециркулировать воздух, используемый для звукоизвлечения, что позволяет им петь, не выпуская воздух.
Анураны
Как и у млекопитающих, у ануран есть гортань и голосовые складки, которые используются для создания вибраций при звукоизвлечении. Эти резонаторы обеспечивают как усиление, так и тонкую настройку звуков, а также позволяют воздуху возвращаться в легкие во время вокализации. Основной вокальный орган птиц называется сиринкс, который расположен на разветвлении трахеи и отсутствует у млекопитающих. Когда воздух проходит через дыхательные пути, сиринкс и находящиеся внутри него мембраны вибрируют, создавая звук. Птицы способны издавать непрерывную песню как во время вдоха, так и выдоха, и могут петь непрерывно в течение нескольких минут. Например, жаворонок полевой (Alauda arvensis) способен петь без остановки до одного часа. Некоторые птицы меняют характеристики своей песни во время вдоха и выдоха. Вробейка Брюэра (Spizella breweri) чередует быстрые трели во время выдоха с трелями более низкой частоты во время коротких вдохов. Две половины сиринкса соединены с отдельными легкими и могут контролироваться независимо друг от друга, что позволяет некоторым птицам издавать одновременно две отдельные ноты. Особенно хорошо изучены насекомые отряда Orthoptera, включая сверчков и кобылок (семейство Tettigoniidae), в отношении механизмов звукоизвлечения. Эти насекомые используют гребенчатые структуры на одном крыле, чтобы проводить по зубчатым структурам на противоположном крыле, создавая вибрации и производя разнообразные трели и чириканье. Саранча и другие кузнечики (подряд Caelifera) издают стрекочущие звуки, потирая задние ноги о шипы на крыльях в движении вверх и вниз. Цикады (надсемейство Cicadoidea) производят звук значительно громче, чем Orthoptera, полагаясь на пару органов, называемых цимбалами, расположенными у основания брюшка за крыльями. Например, многие лягушки могут использовать трели для привлечения партнера, но переключаются на другие вокальные паттерны при агрессивных территориальных демонстрациях. Считается, что пение птиц эволюционировало в результате полового отбора. Самки часто оценивают потенциальных партнеров по песне, основываясь на таких качествах, как высокая частота пения, сложность и трудность исполнения песен, а также наличие местного диалекта. Частота пения служит индикатором физической формы самцов, поскольку вокализация требует как энергии, так и времени, и, следовательно, самцы, способные издавать большое количество песен в течение длительного времени, могут иметь более высокую физическую форму, чем менее вокальные самцы. Некоторые виды меняют свои брачные призывы, когда самки оказываются особенно близко. У самцов стеклянных лягушек (Hyalinobatachium fleichmanni) при обнаружении другой лягушки поблизости издается длительная частотно-модулированная вокализация, но она меняется на короткую чирикающую песню, когда приближается самка.
Агрессия и территориальная оборона
Другая важная функция вокализации – индикация агрессии между самцами в период размножения. И земноводные, и птицы используют пение в территориальных демонстрациях для выражения агрессивных намерений. Самцы лягушек обычно охотнее реагируют на звуки более высокой частоты, чем на низкие, вероятно, потому, что издающую звук лягушку оценивают как меньшего и менее опасного конкурента. Такая дискриминация важна для узнавания партнера у многих моногамных видов. Например, морские птицы часто используют вокальные паттерны для распознавания своего партнера при воссоединении в брачный сезон. Для многих колониальных гнездящихся птиц критически важно распознавание родителями потомства, чтобы родители могли находить своих птенцов по возвращении к местам гнездования. Было показано, что береговые ласточки (Petrochelidon pyrrhonota) предпочитают реагировать на родительские песни в молодом возрасте, обеспечивая возможность распознавания потомства на основе вокализации. У многих видов молодые птицы учатся пению у взрослых самцов того же вида, как правило, у отцов. Это было впервые продемонстрировано на зябликах (Fringilla coelabs). Зяблики, выращенные в социальной изоляции, развивают аномальные песни, однако проигрывание записей песен зябликов позволяет молодым птицам выучить песни, характерные для их вида. Обучение пению обычно включает в себя чувствительный период в раннем возрасте, в течение которого молодым птицам необходимо подвергаться воздействию пения от птиц-наставников для развития нормального пения во взрослом возрасте. Обучение пению происходит в два этапа: сенсорная фаза и сенсомоторная фаза. В сенсорную фазу птицы запоминают песню птицы-наставника, формируя шаблонное представление песни, характерной для вида. Для правильного обучения пению молодым птицам необходимо слышать и совершенствовать свои вокализации, а птицы, оглохшие до развития подпева, не учатся воспроизводить нормальную взрослую песню. Чувствительный период, в течение которого птицы должны подвергаться воздействию песенного обучения, варьируется у разных видов, но обычно приходится на первый год жизни. Хотя большинство птиц осваивают пение в течение первого года, у скворцов-куликов наблюдается задержка чувствительного периода, который наступает примерно через год после вылупления. Иными словами, интерактивный характер живого наставника, по-видимому, важнее знакомства с записями сородичей.
Культурная передача песен китов
В то время как вертикальная передача (от родителя к потомству) является распространенным элементом в обучении пению, горизонтальная передача между животными одного поколения также может происходить. Самцы горбатых китов создают различные песни на протяжении жизни, которые они усваивают у других самцов в популяции. Самцы в популяции стремятся исполнять одну и ту же брачную песню, состоящую из высокостереотипной вокальной демонстрации, вовлеченной в привлечение самок. Культурная передача этих песен происходит на значительные географические расстояния в течение многих лет, причем одно исследование зафиксировало передачу песен между популяциями западной и центральной частей Тихого океана за 11-летний период.