I picchi che tamburellano sugli alberi usano la stessa parte del cervello degli uccelli canori che imparano una melodia

Un nuovo studio ha scoperto che i picchi che tamburellano con il becco sugli alberi usano la stessa parte del cervello degli uccelli canori che imparano a cantare una melodia.

Il proencefalo dell’uccello contiene regioni di beccate specializzate che assomigliano a quelle associate al canto degli uccelli e ai sistemi linguistici umani.

Questi sono stati trovati in precedenza solo in specie di uccelli che imparano e producono vocalizzazioni, cosa che il picchio non fa.

Tuttavia, i ricercatori della Brown University negli Stati Uniti hanno scoperto che queste stesse regioni sono attivate dal caratteristico tambureggiare degli alberi dell’uccello.

La scoperta suggerisce che la sua capacità di beccare ritmicamente si è evoluta allo stesso modo dell’apprendimento vocale negli animali e del linguaggio negli esseri umani.

Il proencefalo del picchio lanuginoso contiene regioni di beccate specializzate che assomigliano a quelle associate al canto degli uccelli e ai sistemi linguistici umani (immagine d’archivio)

Diagrammi cerebrali che mostrano i nuclei di controllo del tamburo e le loro connessioni nei picchi rispetto a nuclei e connessioni simili negli uccelli di apprendimento vocale.  A: I nuclei di apprendimento della canzone sono RA, HVC, LMAN e Area X. B: I nuclei di controllo del tamburo sono arcopallium (dA), nidopallium anteriore (dAN) e nidopallium laterale dorsale (DLN).  C: Non sono presenti nuclei per l'apprendimento delle canzoni e il tamburellare del picchio nel cervello delle specie di uccelli vocali che non apprendono

Diagrammi cerebrali che mostrano i nuclei di controllo del tamburo e le loro connessioni nei picchi rispetto a nuclei e connessioni simili negli uccelli di apprendimento vocale. A: I nuclei di apprendimento della canzone sono RA, HVC, LMAN e Area X. B: I nuclei di controllo del tamburo sono arcopallium (dA), nidopallium anteriore (dAN) e nidopallium laterale dorsale (DLN). C: Non sono presenti nuclei per l’apprendimento delle canzoni e il tamburellare del picchio nel cervello delle specie di uccelli vocali che non apprendono

COME È STATO SVOLTO LO STUDIO?

Gli scienziati sapevano che alcuni uccelli imparano a vocalizzare imitando gli uccelli più anziani, mentre alcuni sono nati con l’abilità.

Al fine di verificare le differenze nell’attività cerebrale tra studenti e non studenti, hanno visualizzato i cervelli delle specie in quest’ultimo gruppo, incluso il picchio lanuginoso.

Con loro sorpresa, il picchio ha mostrato attività in aree del cervello utilizzate dagli uccelli che imparano il canto.

Dopo aver suonato dei picchi di batteria, i ricercatori hanno scoperto che attivava queste regioni del cervello.

Ciò suggerisce che gli uccelli potrebbero imparare gli schemi dei tamburi dei loro beccati, piuttosto che le vocalizzazioni.

Anche le regioni del cervello che usano mentre beccano possono essersi evolute allo stesso modo di quelle utilizzate per l’apprendimento vocale da altre specie.

L’autore principale, il professor Matthew Fuxjager, ha dichiarato: “I picchi hanno una serie di aree cerebrali specializzate che controllano la loro capacità di tamburellare, o di battere rapidamente il becco su alberi e grondaie, durante i combattimenti con altri uccelli.

“Inoltre, queste aree cerebrali sono molto simili alle parti del cervello degli uccelli canori che aiutano questi animali a imparare a cantare”.

I picchi praticavano dei buchi nella corteccia degli alberi per scavare cavità per nidificare e catturare il cibo con le loro lunghe lingue.

Si appollaiano verticalmente sugli alberi e sbattono ripetutamente il becco contro i tronchi, come se suonassero o perforassero.

Gli uccelli usano il rumore anche per difendere i loro territori e spaventare potenziali intrusi, in modo simile al canto degli uccelli.

Sia la produzione di tamburi che di canto degli uccelli richiedono anche movimenti motori rapidi e complessi e devono essere adattabili quando gli uccelli competono tra loro.

Questi fattori suggeriscono che potrebbero avere somiglianze neurologiche ed è noto che gli uccelli canori esprimono un gene marcatore chiamato parvalbumina (PV) che controlla l’apprendimento della vocalizzazione.

Il PV è anche associato all’apprendimento del linguaggio negli esseri umani, che è simile al canto degli uccelli in quanto viene appreso da giovane e richiede una complessa coordinazione muscolare.

Tuttavia, il gene non è mai stato trovato nel proencefalo degli uccelli che non imparano le loro vocalizzazioni.

Immagini al microscopio di nuclei del proencefalo ricchi di PV in un colibrì che impara le canzoni (scatola verde) e un picchio tambureggiante (scatola rossa).  Le regioni tratteggiate bianche indicano i confini per le regioni di controllo del brano.  Le regioni tratteggiate in blu indicano regioni fotovoltaiche specializzate.  Barra della scala = 2 mm

Immagini al microscopio di nuclei del proencefalo ricchi di PV in un colibrì che impara le canzoni (scatola verde) e un picchio tambureggiante (scatola rossa). Le regioni tratteggiate bianche indicano i confini per le regioni di controllo del brano. Le regioni tratteggiate in blu indicano regioni fotovoltaiche specializzate. Barra della scala = 2 mm

Alcuni uccelli, come i falchi, nascono con l’innata capacità di vocalizzare, mentre altri, come gli uccelli canori e i pappagalli, devono ascoltare e imitare gli uccelli più anziani per imparare a farlo.

Per questo studio, pubblicato ieri su PLOS Biology, gli scienziati stavano controllando se il cervello degli uccelli che non imparano i loro richiami ha un aspetto diverso da quelli che lo fanno.

Ricerche precedenti hanno suggerito che l’attività fotovoltaica è potenziata negli uccelli che imparano i loro vocalizzi, quindi hanno voluto confermare che questo non era il caso in alcune specie che non imparano.

Ciò includeva fenicotteri, anatre, falchi, pinguini e il picchio lanuginoso, ma, con loro sorpresa, hanno scoperto che quest’ultimo aveva regioni specializzate del cervello che producono PV.

Queste aree sono simili per numero e posizione a molte delle regioni del proencefalo che controllano l’apprendimento e la produzione dei canti negli uccelli canori.

Il tamburellare del picchio, come il canto degli uccelli, potrebbe essere un comportamento appreso e si è evoluto allo stesso modo dell'apprendimento vocale negli animali e del linguaggio negli esseri umani (immagine stock)

Il tamburellare del picchio, come il canto degli uccelli, potrebbe essere un comportamento appreso e si è evoluto allo stesso modo dell’apprendimento vocale negli animali e del linguaggio negli esseri umani (immagine stock)

Per testare come il picchio lanuginoso ha utilizzato quella sezione del suo cervello, i ricercatori hanno riprodotto suoni di tamburi attraverso altoparlanti vicino alle loro cavità di nidificazione in natura.

Hanno quindi esaminato il proencefalo dei picchi che tamburellavano in risposta al suono e hanno scoperto che attivava l’attività nelle regioni cerebrali PV.

Ciò suggerisce che il tamburo, come il canto degli uccelli, potrebbe essere un comportamento appreso e si è evoluto allo stesso modo dell’apprendimento vocale negli animali e del linguaggio negli esseri umani.

Questi risultati aumentano la comprensione di come i sistemi cerebrali si evolvono per svolgere funzioni nuove, ma simili.

Le teste di picchio ‘si comportano come duri martelli’, non elmetti di sicurezza, secondo lo studio

Gli scienziati hanno sfatato una teoria popolare su come il picchio possa colpire ripetutamente il becco contro un albero ad alta velocità senza danneggiarsi il cervello.

I ricercatori hanno analizzato video ad alta velocità di tre specie di picchi: il picchio pileato, il picchio nero e il picchio rosso maggiore.

Hanno scoperto che i loro teschi non si comportano come elmetti che assorbono gli urti come si pensava in precedenza, ma più come rigidi martelli di metallo.

In effetti, i loro calcoli mostrano che qualsiasi assorbimento degli urti ostacolerebbe le capacità di beccare dei picchi.

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