0

طبل نقار الخشب على الأشجار يستخدم نفس الجزء من الدماغ الذي تتعلمه الطيور المغردة

  • September 21, 2022

توصلت دراسة جديدة إلى أن نقار الخشب الذين يدقون مناقيرهم في الأشجار يستخدمون نفس الجزء من الدماغ الذي تتعلم فيه الطيور المغردة أن تغني نغمة.

يحتوي الدماغ الأمامي للطيور على مناطق نقر متخصصة تشبه تلك المرتبطة بأنظمة أصوات الطيور وأنظمة اللغة البشرية.

تم العثور عليها سابقًا فقط في أنواع الطيور التي تتعلم وتنتج أصواتًا ، وهو ما لا يفعله نقار الخشب.

ومع ذلك ، وجد باحثون في جامعة براون بالولايات المتحدة الأمريكية أن هذه المناطق نفسها يتم تنشيطها من خلال قرع الطبول المميز للطائر.

تشير النتائج إلى أن قدرتها على النقر الإيقاعي قد تطورت بنفس طريقة التعلم الصوتي عند الحيوانات واللغة عند البشر.

يحتوي دماغ نقار الخشب الناعم على مناطق نقر متخصصة تشبه تلك المرتبطة بأنظمة أصوات العصافير واللغة البشرية (صورة مخزنة)

تُظهر الرسوم التخطيطية للدماغ نوى التحكم في الأسطوانة وعلاقاتها في نقار الخشب مقارنة بالنوى والوصلات المماثلة في طيور التعلم الصوتي.  ج: نوى تعلم الأغنية هي RA و HVC و LMAN والمنطقة X. ب: نوى التحكم في الأسطوانة هي arcopallium (dA) والنيدوباليوم الأمامي (dAN) والنيدوباليوم الجانبي الظهري (DLN).  ج: لا توجد نوى لتعلم الأغاني وطبول نقار الخشب في أدمغة أنواع الطيور الصوتية التي لا تتعلم

تُظهر الرسوم التخطيطية للدماغ نوى التحكم في الأسطوانة وعلاقاتها في نقار الخشب مقارنة بالنوى والوصلات المماثلة في طيور التعلم الصوتي. ج: نوى تعلم الأغنية هي RA و HVC و LMAN والمنطقة X. ب: نوى التحكم في الأسطوانة هي arcopallium (dA) والنيدوباليوم الأمامي (dAN) والنيدوباليوم الجانبي الظهري (DLN). ج: لا توجد نوى لتعلم الأغاني وطبول نقار الخشب في أدمغة أنواع الطيور الصوتية التي لا تتعلم

كيف أجريت الدراسة؟

عرف العلماء أن بعض الطيور تتعلم النطق من خلال تقليد الطيور الأكبر سنًا ، بينما يولد البعض بهذه القدرة.

من أجل التحقق من الاختلافات في نشاط الدماغ بين المتعلمين وغير المتعلمين ، تصوروا أدمغة الأنواع في المجموعة الأخيرة ، بما في ذلك نقار الخشب الناعم.

ولدهشتهم ، أظهر نقار الخشب نشاطًا في مناطق الدماغ التي تستخدمها الطيور التي تتعلم الأغاني.

بعد عزف نقار الخشب على بعض أصوات الطبول ، وجد الباحثون أنها تنشط مناطق الدماغ هذه.

يشير هذا إلى أن الطيور يمكن أن تتعلم أنماط قرع مكاييلها بدلاً من النطق.

قد تكون مناطق الدماغ التي يستخدمونها أثناء النقر قد تطورت أيضًا بنفس الطريقة التي تطورت بها الأنواع الأخرى للتعلم الصوتي.

قال المؤلف الرئيسي البروفيسور ماثيو فوكساجر: “ نقار الخشب لديهم مجموعة من مناطق الدماغ المتخصصة التي تتحكم في قدرتهم على الطبل ، أو دق منقارهم بسرعة على الأشجار ، والمزاريب ، أثناء القتال مع الطيور الأخرى.

علاوة على ذلك ، تبدو مناطق الدماغ هذه مشابهة بشكل ملحوظ لأجزاء الدماغ في الطيور المغردة التي تساعد هذه الحيوانات على تعلم الغناء.

حفر نقار الخشب ثقوبًا في لحاء الأشجار من أجل نحت تجاويف للتعشيش والتقاط الطعام بألسنتهم الطويلة.

يجلسون عموديًا على الأشجار ويضربون مناقيرهم مرارًا وتكرارًا في جذوعهم ، كما لو كانوا يطبولون أو يحفرون.

تستخدم الطيور أيضًا الضوضاء للدفاع عن أراضيها وإخافة المتسللين المحتملين ، بطريقة تشبه أصوات العصافير.

يتطلب كل من قرع الطبول وغناء العصافير حركات حركية سريعة ومعقدة ، ويجب أن تكون قابلة للتكيف عندما تتنافس الطيور مع بعضها البعض.

تشير هذه العوامل إلى أنه قد يكون لها أوجه تشابه عصبية ، ومن المعروف أن الطيور المغردة تعبر عن جين محدد يسمى parvalbumin (PV) يتحكم في تعلم النطق.

ترتبط الكهروضوئية أيضًا بتعلم اللغة لدى البشر ، وهو مشابه لغناء العصافير من حيث أنه يتم تعلمه أثناء الشباب ويتطلب تنسيقًا معقدًا للعضلات.

ومع ذلك ، لم يتم العثور على الجين في الدماغ الأمامي للطيور التي لا تتعلم أصواتها.

صور مجهرية لنواة الدماغ الأمامي الغنية بالـ PV في طائر طنان لتعلم الأغاني (الصندوق الأخضر) وطبول نقار الخشب (الصندوق الأحمر).  تشير المناطق المتقطعة البيضاء إلى حدود مناطق التحكم في الأغنية.  تشير المناطق الزرقاء المتقطعة إلى مناطق PV متخصصة.  شريط المقياس = 2 مم

صور مجهرية لنواة الدماغ الأمامي الغنية بالـ PV في طائر طنان لتعلم الأغاني (الصندوق الأخضر) وطبول نقار الخشب (الصندوق الأحمر). تشير المناطق المتقطعة البيضاء إلى حدود مناطق التحكم في الأغنية. تشير المناطق الزرقاء المتقطعة إلى مناطق PV متخصصة. شريط المقياس = 2 مم

تولد بعض الطيور ، مثل الصقور ، ولديها القدرة الفطرية على النطق ، بينما يجب على الطيور الأخرى ، مثل الطيور المغردة والببغاوات ، الاستماع إلى الطيور الأكبر سنًا وتقليدها لتعلم كيفية القيام بذلك.

في هذه الدراسة ، التي نُشرت أمس في PLOS Biology ، كان العلماء يتحققون لمعرفة ما إذا كانت أدمغة الطيور التي لا تتعلم مكالماتها تبدو مختلفة عن تلك التي تفعل ذلك.

اقترح بحث سابق أن النشاط الكهروضوئي يتم تعزيزه في الطيور التي تتعلم أصواتها ، لذلك أرادوا تأكيد أن هذا لم يكن هو الحال في بعض الأنواع التي لا تتعلم.

وشمل ذلك طيور النحام ، والبط ، والصقور ، وطيور البطريق ، ونقار الخشب الناعم ، ولكن لدهشتهم ، وجدوا أن هذا الأخير يحتوي على مناطق متخصصة من الدماغ تصنع الفقاع الشائع.

تتشابه هذه المناطق في العدد والموقع مع العديد من مناطق الدماغ الأمامي التي تتحكم في تعلم الأغاني وإنتاجها في الطيور المغردة.

يمكن أن يكون قرع نقار الخشب ، مثل أصوات العصافير ، سلوكًا مكتسبًا ، وقد تطور بنفس طريقة التعلم الصوتي في الحيوانات واللغة عند البشر (صورة الأسهم)

يمكن أن يكون قرع نقار الخشب ، مثل أصوات العصافير ، سلوكًا مكتسبًا ، وقد تطور بنفس طريقة التعلم الصوتي في الحيوانات واللغة عند البشر (صورة الأسهم)

لاختبار كيفية استخدام نقار الخشب الناعم لهذا الجزء من دماغه ، قام الباحثون بتشغيل أصوات الطبول من خلال مكبرات الصوت بالقرب من تجاويف التعشيش في البرية.

ثم قاموا بفحص العقارب الأمامية لنقار الخشب التي كانت تطبل استجابة للصوت ، ووجدوا أنها تثير نشاطًا في مناطق الدماغ الكهروضوئية.

يشير هذا إلى أن قرع الطبول ، مثل أصوات العصافير ، يمكن أن يكون سلوكًا مكتسبًا ، وقد تطور بنفس طريقة التعلم الصوتي عند الحيوانات واللغة عند البشر.

تزيد هذه النتائج من فهم كيفية تطور أنظمة الدماغ لأداء وظائف جديدة ولكنها متشابهة.

توصلت دراسة إلى أن رؤوس نقار الخشب “تتصرف مثل المطارق الصلبة” وليس خوذات الأمان

كشف العلماء نظرية شائعة عن كيف يمكن لنقار الخشب أن يضرب منقاره بشكل متكرر بشجرة بسرعة عالية دون أن يتسبب في تلف دماغه.

قام الباحثون بتحليل مقاطع فيديو عالية السرعة لثلاثة أنواع من نقار الخشب – نقار الخشب المجعد ونقار الخشب الأسود ونقار الخشب الكبير المرقط.

ووجدوا أن جماجمهم لا تتصرف مثل الخوذات الممتصة للصدمات كما كان يعتقد سابقًا ، لكنها أشبه بمطارق معدنية صلبة.

في الواقع ، تظهر حساباتهم أن أي امتصاص للصدمات من شأنه أن يعيق قدرات نقار الخشب على النقر.

اقرأ المزيد هنا