Ученые расшифровали песню пересмешника

Авторы исследования попытались впервые описать конкретные композиционные правила, лежащие в основе песни пересмешника, с акцентом на то, как птица переходит от одного звукового типа к другому. Также им удалось классифицировать четыре основных режима морфинга — плавной трансформации одного звука в другой.

Многоголосый, или североамериканский пересмешник — певчая птица семейства пересмешниковых — известен своей способностью имитировать пение других птиц. Однако он не просто копирует сородичей, но сочиняет собственные мелодии, основанные на заимствовании чужих звуков. Коллектив ученых из Общества Макса Планка (Германия), Технологического института Нью-Джерси и Университета Элона в Северной Каролине (США) выяснял, как именно пересмешники выстраивают эти «имитации». Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Psychology.

Хотя человеку легко отличить североамериканского пересмешника от других представителей этого семейства, например кошачьего и коричневого трэшера, или других птиц вроде скворцов, синих соек и так далее, до сих пор никто не пытался квалифицировать или количественно оценить конкретные композиционные стратегии, которые они используют и так похожи на «человеческую» музыку.

Спектрограмма (вверху) и форма волны (внизу, зеленый цвет) песни пересмешника, иллюстрирующая ее иерархическую структуру, а также сравнение с кряквой и дроздом. А) 14 секунд песни самца пересмешника. Пунктирными линиями отмечены переходы звуков. И спектрограмма, и форма волны иллюстрируют организацию песни в виде отдельных звуков из повторяющихся фрагментов. В) Кряква. C) Черный дрозд. Обе записи содержат определенный вид акустического морфинга: одна повторяющаяся нота / звук постепенно замедляется и понижается по высоте (после начального повышения, например, как в случае с криком черного дрозда). Авторы исследования утверждают, что разнообразные режимы морфинга, наблюдаемые при переходах мелодии пересмешников, отличаются от других случаев стереотипного внутризвукового морфинга, нельзя объяснить лишь мышечными ограничениями. Более того, они удивительно похожи на определенные стратегии в музыке / © Frontiers in Psychology 

Песни пересмешника настолько сложны и разнообразны, что для анализа потребовались совместные усилия специалистов из самых разных областей — нейробиологов, полевых биологов, музыковедов и других — и разработка специальных алгоритмов. «Когда вы какое-то время слушаете пересмешника, то можете осознать, что эта птица не просто случайным образом связывает звуки, которые имитирует. Она скорее упорядочивает похожие фрагменты мелодии в соответствии с последовательными правилами. Однако для того, чтобы исследовать это предположение с научной точки зрения, нам пришлось использовать количественный анализ и проверить, действительно ли данные подтверждают гипотезы», — рассказала ведущий автор работы Тина Роеске.

Ученые определили четыре композиционные стратегии, используемые пересмешниками при переходе от одного звука к другому: изменение тембра, изменение высоты звука, растягивание перехода (удлинение во времени) и сжатие (сокращение во времени). Как оказалось, зачастую звуки до и после перехода у пересмешников связаны спектрально, значит, переходы постепенны — это назвали морфингом, то есть плавной трансформацией. По словам исследователей, аналогичные приемы использовали известные великие композиторы и даже современные исполнители: от Бетховена до российской музыкальной этно-группы «Хуун-Хуур-Ту» из Тывы и американского рэпера Кендрика Ламара.

«Количественные доказательства в этом исследовательском анализе основаны на небольшой выборке, и мы не можем утверждать, что проверили нашу гипотезу досконально. Тем не менее полученные данные говорят: звуки показывают больше сходства между парами соседних, чем между случайными звуками в песне четырех изученных нами птиц. Следовательно, субъективные слуховые впечатления от морфинга пересмешника возникают не только из-за механизмов нашего слуха, но морфинг — часть песни этих птиц. Мы допускаем, что пересмешники, по сути, заинтересованы в выстраивании «звуковых отношений» между множеством птичьих песен. Они формируют свои мелодии, основанные на этих четырех режимах морфинга, и находят среди песен других птиц звуки, которые отвечают их правилам, — как композиторы-люди, следующие за голосом и правилами гармонического движения. Но птицы используют не человеческие правила, а правила, присущие их собственному виду, оттачиваемые поколениями посредством полового отбора», — подытожили ученые.