Le cerveau des pics traite les sons des arbres comme s’il s’agissait de chants d’oiseaux

Le circuit cérébral qui permet aux oiseaux d’apprendre des chansons est actif lorsque les pics entendent des tambours sur les arbres, ce qui suggère que les capacités peuvent avoir émergé de processus évolutifs similaires

La vie


20 septembre 2022

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Un pic mineur perché dans un arbre

Richard G. Smith/Shutterstock

Pour le cerveau d’un pic, tambouriner contre un arbre ressemble beaucoup au chant des oiseaux. Les résultats révèlent des similitudes substantielles dans les circuits cérébraux derrière l’audition et l’exécution de ces deux activités acoustiques majeures chez les oiseaux, ce qui signifie qu’elles peuvent être des modifications d’un modèle évolutif partagé.

Pour certains oiseaux, les vocalisations viennent naturellement – un faucon n’a pas besoin d’apprendre à crier, par exemple. Les oiseaux chanteurs et les perroquets, quant à eux, doivent écouter et imiter les oiseaux plus âgés pour produire leurs mélodies, et des circuits spéciaux dans le cerveau leur permettent de le faire. Eric Jarvis de l’Université Rockefeller à New York voulait savoir si le cerveau des oiseaux qui n’apprennent pas leurs appels – flamants roses, faucons et autres – était différent de ceux qui le font. Des recherches antérieures avaient montré que l’activité d’un gène appelé parvalbumine est stimulée dans des zones spéciales du cerveau antérieur des oiseaux apprenant à chanter par rapport aux non-apprenants. Jarvis voulait confirmer que c’était bien le cas chez une plus grande variété de non-apprenants.

Lui et ses collègues ont analysé le cerveau de sept de ces espèces d’oiseaux et ont été surpris de découvrir que l’un d’eux avait ces sections riches en parvalbumine dans le cerveau : le pic mineur (Dryobates pubescens).

Les pics ne se contentent pas d’utiliser leur bec pour percer des larves à l’intérieur des troncs d’arbres. Ils martèlent contre les arbres pour créer des motifs sonores spécifiques qui communiquent des informations territoriales avec d’autres pics. Jarvis et Matthieu Fuxjager à l’Université Brown de Rhode Island, a ensuite dirigé une équipe qui visait à déterminer si les curieuses régions cérébrales des pics étaient liées au tambourinage ou aux simples vocalisations de l’oiseau.

Les chercheurs ont joué des sons de tambour sur des haut-parleurs près des cavités de nidification de 15 pics duveteux sauvages, puis ont examiné leur cerveau antérieur.

Chez les oiseaux qui ont entendu tambouriner et ont tambouriné en réponse, les chercheurs ont trouvé des marqueurs génétiques clés pour une activité accrue récente dans une région du cerveau antérieur impliquée dans l’apprentissage et le chant chez les oiseaux apprenant le chant. Ils n’ont pas trouvé cela chez les individus qui n’ont crié qu’un « hennissement » en réponse, une réaction courante chez les pics qui entendent le tambour d’un autre.

“Les circuits cérébraux pour la communication acoustique complexe – que les sons soient émis avec l’organe vocal ou le bec – peuvent avoir une façon limitée d’évoluer”, explique Jarvis.

Les chercheurs pensent que le chant des oiseaux et le tambourinage peuvent tous deux avoir émergé d’un “bricolage évolutif” dans une ancienne série de connexions dans le cerveau antérieur des oiseaux pour des mouvements à petite échelle dans le comportement d’affichage.

Les résultats suggèrent également que le comportement du tambour peut être au moins partiellement appris, dit Jarvis.

Nicole Creanza à l’Université Vanderbilt dans le Tennessee dit qu’il serait intéressant de voir un échantillon encore plus large de cerveaux à travers l’arbre de vie des oiseaux. D’autres spectacles pourraient être étudiés pour des liens avec les domaines d’apprentissage moteur, ajoute-t-elle, comme les danses élaborées de parade nuptiale d’oiseaux de paradis et de manakins.

Référence de la revue : PLOS Biologie, DOI : 10.1371/journal.pbio.3001751

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