Zebrafinkenweibchen suchen einen Partner, der genau das richtige Lied singt

Nicht nur Menschen finden die Singstimme des anderen Geschlechts attraktiv, sondern auch Singvögel. Für etwa ein Drittel der etwa 4.000 Singvogelarten, die nur ein Lied singen, sind die Merkmale, die diese Melodien für einen potenziellen Partner attraktiv machen, seit langem ein Rätsel.

In einer neuen Studie analysierten Forscher am UT Southwestern Medical Center mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) die Gesänge von Zebrafinken, um Eigenschaften zu identifizieren, die auf sexuelle Attraktivität hinweisen. Ihre Erkenntnisse, veröffentlicht In Naturzeigen, dass weibliche Vögel Hinweise in den Gesängen der Männchen erkennen, die viel zu kompliziert sind, als dass das menschliche Ohr sie entziffern könnte.

„Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler zu verstehen, wie ein einzelner Gesang die Fortpflanzungsfähigkeit signalisieren und es Weibchen dieser Art ermöglichen kann, zwischen männlichen Bewerbern auszuwählen. Unsere Forschung legt nahe, dass weibliche Singvögel die männliche Fitness auf viel komplexere Weise beurteilen als bisher angenommen.“ sagte Todd Roberts, Ph.D., außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften an der UT Southwestern und Thomas O. Hicks-Stipendiat für medizinische Forschung. Dr. Roberts ist außerdem Forscher am Peter O’Donnell Jr. Brain Institute der UTSW.

Dr. Roberts leitete die Studie gemeinsam mit Danyal Alam, Ph.D., einem ehemaligen Doktoranden im Roberts Lab und derzeit Postdoktorand an der University of California, San Francisco.

Zebrafinken, die in den USA oft als Haustiere gehalten werden, seien die am besten untersuchten Singvögel, erklärte Dr. Roberts. Wie bei anderen Singvögeln singen nur die Männchen, lernen und imitieren im Alter von drei Monaten dieselben drei- bis siebensilbigen Lieder, die ihre Väter gesungen haben. Andere Untersuchungen, bei denen Wissenschaftler in dieser kritischen Zeit männliche Vögel von ihren Vätern trennten, zeigten, dass diese Vögel improvisierte Lieder singen. Vögel, die diese provisorischen Melodien singen, ziehen jedoch weniger wahrscheinlich einen Partner an, was darauf hindeutet, dass Weibchen Partner bevorzugen, die Lieder imitieren, gegenüber solchen, die sie improvisieren.

Aufbauend auf dieser Forschung entwickelte Dr. Alam ein KI-Programm namens Deep Avian Network (DAN), das die akustischen Merkmale der Lieder von 49 Zebrafinken im Roberts Lab analysierte. Etwa die Hälfte dieser Vögel sang Lieder, die von ihren Vätern nachgeahmt waren, und die andere Hälfte sang improvisierte Lieder. Anhand der Daten von fast einer halben Million Silben gruppierte DAN diejenigen, die gemeinsame Merkmale hatten, auf einer visuellen Karte.

Als die Forscher die Karten analysierten, stellten sie fest, dass der Weg zwischen den Clustern bei nachgeahmten Liedern deutlich länger war als bei improvisierten, was darauf hindeutet, dass die nachgeahmten Lieder komplexer waren, obwohl diese Komplexität für Menschen nicht unterscheidbar war, sagte Dr. Roberts.

Um festzustellen, ob diese Komplexität für Zebrafinkenweibchen attraktiver war, entwickelten die Forscher synthetische Lieder mit Merkmalen der Lieder mit längerem und kürzerem Weg. Anschließend ließen sie weibliche Vögel frei in einem einfachen T-förmigen Labyrinth fliegen und spielten die kontrastierenden Lieder an den gegenüberliegenden Enden. Frauen verbrachten am Ende deutlich mehr Zeit dort, wo das Lied mit der längeren Länge (imitiert) gespielt wurde, ein Zeichen dafür, dass sie es ansprechender fanden.

Um herauszufinden, warum diese Lieder ein Signal für sexuelle Fitness sein könnten, analysierten die Forscher mit DAN nachgeahmte Lieder von Vätern und ihren Nachkommen. Obwohl die Nachkommen Lieder mit Silben, die in kürzeren Pfaden gruppiert waren, bereitwillig nachahmten, war die Wahrscheinlichkeit geringer, dass diejenigen, deren Väter komplexere Lieder sangen, diese Merkmale originalgetreu nachahmten, ein Hinweis darauf, dass diese Lieder schwieriger zu erlernen waren.

Die Ressourcen und die geistige Schärfe zum Erlernen dieser schwierigeren Lieder könnten für potenzielle Partner attraktiver sein, erklärte Dr. Roberts. Er und seine Kollegen planen, in einer zukünftigen Studie zu testen, ob Vögel, die laut DAN-Bestimmungen kompliziertere Lieder singen, mit größerer Wahrscheinlichkeit Nachkommen zeugen als Vögel, die einfachere Lieder singen – der eigentliche Test für die Fortpflanzungsfähigkeit.