Ny forskning viser, at sangfugle dagligt træner deres sang. Og træningen er afgørende - for at tiltrække partnere, da hun-sangfugle foretrækker hanner, der øver deres stemme. Et nyt studie afslører, at sangfugles stemmemuskler hurtigt forringes uden regelmæssig brug. De skal bruges. Ellers går de tabt. Og helt usædvanligt bliver deres muskler svagere og hurtigere, når de træner dem. Fundene er ikke kun fascinerende for forståelsen af fugleadfærd, men har også betydeligt potentiale for at fremme menneskelig taleterapi og stemmetræning.
Har du nogensinde undret dig over, hvorfor fugle synger så meget? Mennesker dyrker motion for at blive stærke og se godt ud. Fugle øver deres melodier hver dag for at holde deres stemmemuskler i topform. Som at gå i et fitnesscenter - blot for deres stemme! En ny undersøgelse af fugle kommunikation afslører vigtigheden af disse daglige sangritualer.
”Vores studie udfordrer vores forestillinger om fugles stemmer. Vi har observeret de muskler, fuglene bruger til at synge, i lang tid. De er meget specialiserede. Undersøgelsen understreger kompleksiteten af fugles sange og deres daglige træningsrutine, der ligner atleters,” forklarer Coen Elemans, professor, Institut for Biologi, Syddansk Universitet, Odense.
Forskningen fremhæver den kritiske rolle af sangtræning i vedligeholdelsen af det komplekse muskelsystem, der kræves for at skabe melodisk sang. Den afslører også, at hun-sangfugle foretrækker hanner, der konsekvent øver sig.
”Hunnerne vælger de hanner, der træner, og det motiverer tydeligvis hannerne til at synge – fordi hunnerne kan lide det,” fortæller Coen Elemans.
Midlertidigt holdt i mørke
For at udforske fuglesang samarbejdede forskere fra Danmark med forskerhold fra Leiden Universitet i Holland, Umeå Universitet i Sverige og University of Vermont i USA. Deres studie fokuserede på zebrafinken (Taeniopygia castanotis). Disse sangfugle har 5–9 par af muskler omkring deres syrinx, det organ, der sætter dem i stand til at frembringe forskellige lyde. Sangfuglens hjerne holder fire gange så mange neuroner pr. cm3 som dem hos katte eller hunde.
”Jeg har studeret de meget specialiserede muskler, som dyr generelt bruger til at skabe lyde, i lang tid. Af alle dem, er det sangfugle der opnår de hurtigst mulige muskelhastigheder, og de bliver hurtigere under deres vækst. Vores spørgsmål var derfor: hvad driver dette? Vi lavede flere eksperimenter, som jeg synes viser tydeligt, at det er træningen, der gør forskellen,” siger Coen Elemans.
Forskernes første afgørende eksperiment var at afbryde hjernens forbindelse til musklerne.
”Vi så inden for få dage, at musklerne faldt i styrke og hastighed. Alt skifter. Men det er jo en meget unaturlig og voldsom indgriben,” forklarer Coen Elemans.
Næste skridt var derfor blot at forhindre fuglene i at synge for at se, om sangen i sig selv er det træner musklerne. Fuglene blev midlertidigt sat til at bo under mørke forhold, hvilket fjernede deres motivation til at synge helt.
”Et par gange om dagen tog vi dem ud og fodrede dem. Så snart de skulle til at synge, flyttede vi os en smule eller vinkede. Det var nok til at distrahere deres sang. Dette virkede de første to dage, hvor spisning var deres hovedprioritet, men efter tre dage var hele deres fokus rettet mod at synge - og synge højt,” fortæller Coen Elemans.
Hanner synger - hunner gør ikke
Selvom det længe har været kendt, at sangfugles sang kontrolleres af meget hurtige muskler, ved forskere stadig meget lidt om, hvordan disse muskler kunne reagere på motion, i hvert fald i forhold til, hvad vi ved om menneskets muskler.
”Eksperimenterne viser, at hvis sangfugle ikke bruger deres stemmemuskler, svækkes disse muskler inden for dage. Hvis de blot lader være med at synge i en uge, reduceres muskelstyrken med 50%. Hvis de ikke bruger dem, mister de dem hurtigt,” siger Coen Elemans.
I zebrafinker er syrinx-stemmeorganet det samme hos hanner og hunner, mens de er unger. Men når han-finker begynder at lære at synge, omkring 20 dage efter udklækning, vokser musklerne i deres syrinx i størrelse og hastighed, mens hunnens syrinx forbliver stort set uændret.
”Sang er seksuelt dimorf hos zebrafinker, dvs hannerne synger. Det gør hunner ikke. Det afspejles også i hjernen. Hanner har specifikke hjerneforbindelse til at producere sang, og det er deres primære funktion, mens hunnerne helt mangler disse,” forklarer Coen Elemans.
Og det er mere end bare hormonelt. I tidligere studier har man manipuleret med hormoner, men det kunne ikke fuldt ud forklare forskellene på syrinxerne mellem hanner og hunner.
”Vores nuværende hypotese er, at hjernen spiller en nøglerolle i disse forskelle. Vi tror, at hjernens seksuelle forskelle driver denne adfærd. Så hvis vi stimulerer en hunnes syrinx, kan vi få den til at udvikle sig som hannernes. Og omvendt, hvis vi fjerner stimulation af en hans syrinx, får vi en hun-lignende tilstand,” siger Coen Elemans.
Lærte dem at trykke på knapper
Forskerne ville dog helt komme til bunds. Mens de forhindrede fuglene i at synge, undersøgte de samtidig fysiologien, proteinudtrykket og andre faktorer. De bemærkede dog også, at manglen på træning af hannernes syrinxer førte til ændringer i sangene selv.
”Vi optog også sangene og lyttede og målte på alle de ændringer, der sker. Vi mennesker kan knap høre en forskel mellem sangene, men vi så klare effekter, da vi analyserede vores sangoptagelser,” forklarer Coen Elemans.
Lydstyrken falder efter af træningen, men der var tydelige effekter på frekvensen hos fuglene. Mennesker har dog brug for udstyr til at fortælle forskellen mellem sangene fra en trænet og en uøvet han. Forskerne testede, om hun-zebrafinkerne kunne høre forskellene.
”Vi lærte dem at trykke på knapper. Den ene knap spillede en sang, og den anden knap spillede en anden sang. Så sidder de bare der. De får så stærk feedback fra at lytte til sangen. De elsker det og trykker på knapperne hundredvis af gange om dagen. Eksperimentet viste, at hunnerne foretrak den trænede version - selv om det var samme han og samme sang. Hunnerne vælger altså de hanner, der træner,” siger Coen Elemans.
Ligesom at lytte til sport
Tilsyneladende er stemmen altså ekstremt vigtig for fugle for at tiltrække hunner. De konkurrerer med deres vokal-atletiske evner for at tiltrække hunner.
"Det er ligesom sport hos os mennesker. Så hannerne var tydeligvis motiverede til at træne, fordi hunnerne så kan lide sangen bedre," siger Coen Elemans.
Dermed bliver vokalens kvalitet en pålidelig indikator for en hanfugls fitness. Forskerne forstår stadig ikke fuldt ud, hvordan hunnerne kan skelne forskellen.
"Vi kan slet ikke skelne de frekvensændringer der er forårsaget af forskellige muskelændringer. Men det kan hunfuglene. Den præference indikerer, at deres sang bærer information om deres træning. Sang er afgørende for sangfugle. De synger for at imponere fremtidige partnere, for at forsvare deres territorium og for at opretholde sociale bånd," forklarer Coen Elemans.
Nødvendigheden af daglig træning for at opretholde en toppræstation giver ny forståelse for, hvorfor fugle synger regelmæssigt, selv under ugunstige forhold. Fundene tegner et komplekst billede af samspillet mellem fysisk træning, vokal præstation og sociale interaktioner i zebrafinker, men fundene er også vigtige for at forstå udviklingen af fuglenes muskler.
"De muskler, der styrer deres syrinx, ændrer sig, både i masse og hastighed, under deres postnatale udvikling. Disse muskler bliver til sidst nogle af de hurtigst sammentrækkende muskler i noget kendt hvirveldyr. Efter en fugl er født, ændrer dens muskler sig og vokser. Vi har nu vist, at det sker, fordi fuglens hjerne og krop arbejder sammen, når den træner," siger Coen Elemans.
Langsom til hurtig
Menneskelige muskler bliver typisk langsommere med træning, men sangfugles vokale muskler opfører sig anderledes.
"Noget mærkeligt sker, når disse sangfugle træner deres sangmuskler. I modsætning til muskler, som normalt bliver stærkere og langsommere med træning, bliver deres vokale muskler svagere, men hurtigere," bemærker Coen Elemans.
Dette er det modsatte af, hvad der sker med almindelige muskler i den menneskelige krop.
"Vi tror, at denne unikke måde at muskeltræne på måske ikke kun er for fugle, men for alle hvirveldyr, inklusive mennesker, fordi oprindelsen og måden sangmuskler vokser og ændrer sig er ens for alle hvirveldyr," siger Coen Elemans.
Den nye undersøgelse viser, at de mekanismer, der driver udviklingen af fuglens sangmuskler, er forskellige og en del af en anden gruppe, der minder om kraniofaciale muskler hos mennesker De er anderledes organiseret, men meget få eksperimenter er blevet udført på denne gruppe af muskler – også hos mennesker.
"Tale er meget vigtig for os. Der er også meget information i vores tale. Overraskende nok ved vi meget lidt om effekten af træning på disse typer muskler og om de overhovedet reagerer på træning hos mennesker. Styrketræning og udholdenhedstræning omdanner hurtige fibre til langsomme fibre, der er meget stærkere eller mere modstandsdygtige over for træthed. Her så vi det modsatte. Hvis du træner dem meget, bliver de hurtigere," forklarer Coen Elemans.
Betydning for taleterapi
På den måde fører den nye forskning ikke kun til ny viden om fugles kommunikation, men har også potentielle implikationer for forståelsen af menneskelig taleudvikling og -forstyrrelser.
"Fordi det er så udfordrende at studere fysiologien i menneskelige strubehovedmuskler. Ingen professionel sanger tør lade forskere komme selv i nærheden af deres dyrebare stemmeboks, så terapeutisk intervention i dag baseret på det, der er kendt om træningsfysiologien af benmuskler. Derfor kan disse fund i fugle have store konsekvenser for taleterapi og stemmetræning hos mennesker," bemærker Coen Elemans.
Parallellerne mellem vokal træning i fugle og taleudvikling hos mennesker åbner nye veje for forskning, især inden for stemmeterapi og rehabilitering.
"Vi ved, at nogle folk ikke taler i nogle dage efter operation; fordi de har problemer med at tale, og en del af det er deres stemmebånd. Musklerne kan have brug for noget genoptræning. Det er dog svært at udføre disse målinger blandt mennesker . Vi kan udtænke specifikke eksperimenter i sangfugle og derefter bruge dem måle mennesker mere præcist," siger Coen Elemans.
Mennesker med Parkinsons bliver allerede behandlet med taleterapi, men der er ingen fysiologisk basis for at forstå, hvorfor dette hjælper.
"Vi ved, at det virker, fordi stemmen forbedres. Vi kender ikke den fysiologiske basis for dette. Meget indikerer, at Parkinsons tidligt kan detekteres i talen - og lang tid før det kan detekteres i håndtryk eller bevægelse. Der er mange signaturer af aspekter af tale – også blandt mennesker. Så overraskende nok kan sangfugle være vores bedste allierede for at forbedre menneskelig stemmetræning og rehabilitering yderligere," slutter Coen Elemans.
