Stæren har verdens hurtigste sangmuskel
Ny forskning viser, at sangfugle er udstyret med verdens hurtigste vokale muskler, og at de dermed overgår bl.a. klapperslangen i hurtig kontrol af lyd. Den ny viden kan blive et vigtigt redskab til at forstå, hvordan vi mennesker udvikler vores sprog.

Hvis klapperslanger med sin raslen, tudsefisk med sin brummen og ringduer med sin trillen tror, at de er udstyret med de hurtigste muskler i dyrenes verden, så kan de godt tro om igen.

 

100 gange hurtigere end at blinke med øjet

For nye forskningsresultater med seniorforsker Coen Elemans fra Syddansk Universitet i spidsen viser, at de vokale muskler, der styrer zebrafinkens og stærens skønsang, er endnu hurtigere. Det gør - indtil videre - de to sangfugle til verdens sande mestre, når det gælder akustisk kommunikation med høj hastighed.

 

-De kan sammentrække deres vokale muskler 100 gange hurtigere end mennesker kan blinke med øjnene. Det betyder, at de to sangfugle er udstyret med muskler, som indtil videre er de absolut hurtigste i dyrenes verden, siger Coen Elemans

 

Slår klapperslangen af pinden

Tidligere troede man, at det kun var klapperslanger, tudsefisk og ringduer, der var udstyret med ekstraordinært hurtige muskler, når det gjaldt om at slå deres lyde til og fra i en rasende fart. Ja, prøv selv et øjeblik at lyde som en klapperslange, så har du en fornemmelse af, hvad der er på spil.

 

-Vores nye resultater med de to sangfugle viser, at den ekstremt hurtige muskeltype måske er mere udbredt i dyrenes verden, end vi går og tror. Og det er for eksempel meget muligt, at det ikke blot er stæren og zebrafinken men alle sangfugle, der er udstyret med disse supermuskler, siger Coen Elemans.

 

Vigtig model for menneskers sprog

Forskningen kan være med til at give os ny viden om, hvordan vi mennesker tilegner os vores sprog, og hvordan det overhovedet bliver til i vores hjerner. Sammen med flagermus og hvaler er sangfugle nemlig oplagte dyr at studere, når det gælder kommunikation.

 

-Sangfugle har ligesom os en stor variation i måden at udtrykke sig på. Vi håber, at den fuglemodel, som vi har etableret nu, kan hjælpe til at forstå, hvordan fuglenes sang opstår, og vi ad den vej kan drage paralleller til os mennesker. Og f.eks. give os ny viden om, hvordan nerveimpulser fra menneskers hjerner skaber hurtig sprogkontrol, siger Coen Elemans.

 

Musklerne styrer sangens fylde og frekvens

Coen Elemans understreger, at det ikke er de superhurtige muskler, der laver lyden, men det derimod er dem, der kan ændre lydens udtryk. Musklerne kan nemlig ved skiftevis at trække sig sammen og slappe af styre mængden af luft, som passerer forbi de to stemmebånd, som sidder i hver sin side af fuglenes hals. På den måde styrer musklerne sangens fylde og frekvens.

 

Helt præcist kan sangfuglenes muskler trække sig sammen og slappe af på tre til fire millisekunder, som er hundrede gange hurtigere end de 300 til 400 millisekunder, som det tager for os mennesker at blinke.

-Det er derfor, at fuglene kan levere en sang, der meget hurtigt kan stige og falde i intensitet. Og de for eksempel kan slå elementer i deres sang til og fra 250 gange i sekundet svarende til 250 hertz. Og det er tilsyneladende det, som hunnerne falder for, når de hører hannernes skønsang, siger Coen Elemans.

 

Sangfugle med elektronisk rygsæk

Rent praktisk er undersøgelsen foregået dels ved at måle den vokale muskelaktivitet på frit syngende fugle og dels i laboratoriet ved at teste aktiviteten af musklerne isoleret fra sangfuglene. Især forsøgene på de levende fugle var ifølge Coen Elemans en stor udfordring.

 

Først skulle de med et kirurgisk indgreb gennem fuglenes ønskeben sørge for at fastgøre nogle elektroder til fuglenes vokale muskler, så de kunne måle aktiviteten af dem. For at fastgøre måleapparaturet på fuglene, udstyrede de dem med små rygsække, som rummede det elektroniske udstyr. Efter sådan en omgang brød fuglene ikke ud i sang med det samme.

-Det krævede en del tilvænning til udstyret, før fuglene atter begyndte at synge. Men da de genoptog deres sangvaner, var det meget tydeligt for os at se, at muskelaktiviteten var højere end vi nogensinde har set før på andre dyr, siger Coen Elemans.

 

Kan give ny viden om muskler generelt

De biokemiske analyser af musklerne i laboratoriet understøttede, at musklerne var udstyret med en superhurtig evne til at trække sig sammen og slappe af. Coen Elemans fortæller, at den ny viden kan få stor betydning for muskelforskningen generelt.

 

-Med de superhurtige muskler fra sangfuglene har vi nu et enestående eksempel på, hvornår muskler virker allerbedst. Så nu har vi et fint grundlag for at finde ud af, hvad det er for nogle begrænsninger vores egne muskler har i forhold til de vokale muskler i sangfuglene. På den måde vil vi lære endnu mere om musklers biokemi og fysiologi i mennesker, siger Coen Elemans.

Undersøgelsen er netop blevet offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PLoS ONE (Elemans et al., juli 2008, vol. 3, issue 7). Hollandskfødte Coen Elemans har gennemført undersøgelsen på University of Utah og er i dag ansat som forsker på Syddansk Universitet i Odense.

Link

Videnskabelig artikel: Superfast Vocal Muscles Control Song Production in Songbirds

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker