U ptaków, jeszcze bardziej niż u ludzi, sprawdza się dewiza, że „śpiewać każdy może”. Ich siedliska to prawdziwe fabryki dźwięków.

Z mikrofonem wśród ptaków

Mariusz Karwowski

Profesor Tomasz Osiejuk nasłuchał się już tylu treli i szczebiotów, że z ułożeniem swojej listy przebojów nie miałby większych kłopotów. Na pewno w czołówce umieściłby pełzacza. To właśnie od tego niepozornego ptaszka rozpoczęła się jego przygoda z bioakustyką. Nic dziwnego, pełzacze – choć na to nie wyglądają, ba!, przez niektórych uważane są wręcz za wzorzec głupoty do umieszczenia od zaraz w podparyskim Sevres – są bardzo charakterystyczne. Głównie przez swój śpiew. Zaczyna się on od wysoko brzmiących fraz, które stopniowo opadają.

– Dźwięki pełzaczy wychwytuję z dużo większej odległości niż przeciętny ornitolog, nawet jeśli w tle odzywa się mnóstwo innych gatunków. Ten śpiew, choć niepozorny, mam cały czas w pamięci – przyznaje kierownik Zakładu Ekologii Behawioralnej Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Na jego internetowej stronie wzrok przykuwa motto: No alarms and no surprises. Nie znalazło się ono tam przypadkiem. Muzyka, jak mówi, jest niezwykle ważna w jego życiu, a zespół Radiohead, z którego piosenki pochodzi ten cytat, to ulubiona kapela całej jego rodziny. Drugi powód ma w sobie coś z paradoksu, a może przekory. W przywołanej piosence pojawia się bowiem fraza silent silence. Tymczasem cisza, zwłaszcza ta cicha, dla mojego rozmówcy jest nieznośna. Jego żywiołem są dźwięki. Elektroniczne, przetworzone, naturalne, czyste, jednym słowem wszelakie. Z przewagą ptasich. Tymi zajmuje się już od ponad dekady. Podsłuchiwał m.in. norweskie i polskie ortolany, derkacze, trznadle, potrzeszcze, skowronki, a także zamieszkującą góry Arizony pleszówkę białoskrzydłą. I za żadnym razem nie było łatwo.

– Żeby nagrać reprezentatywną próbę śpiewu wielu osobników, trzeba wpierw się zbliżyć na niewielką odległość, bez wpływania na ich zachowanie. Często jest tak, że gdy przechodzimy obok nich i nie zwracamy na nie uwagi, pozwalają człowiekowi zbliżyć się na parę metrów. Z kolei, gdy „skupiamy się” na nich, aby nagrać, to uciekają z o wiele większego dystansu. No bo one też cały czas nas obserwują.

ARIA W LOCIE

Klekotanie, derkanie czy ćwierkanie to nie tylko miłe dla ucha dźwięki. Badacze próbują też rozszyfrować informacje w nich zawarte. Śpiew jest bowiem dla ptaków tym, czym dla człowieka mowa. I w dodatku, podobnie jak u nas, przekazywany jest z pokolenia na pokolenie w procesie socjalnej nauki. Jak podkreśla kierownik najmłodszego i jednego z najmniejszych w UAM zakładu, nie ma zbyt wielu innych zwierząt, u których podobne zjawisko występuje.

– Zazwyczaj ptaki uczą się śpiewu od sąsiadujących osobników własnego gatunku. Czasem jednak zdarza się, że również od osobników innych gatunków, a nawet kopiując wszystko, co usłyszą, jak niektóre północnoamerykańskie przedrzeźniacze. W ich piosenkach pojawiają się odgłosy… jajecznicy smażonej przez turystów przy ognisku czy otwierania drzwi od autobusu.

Takich „plagiatorów” wśród ptaków nie brakuje. Jednym z najzdolniejszych jest łozówka, której śpiew składa się z naśladownictwa innych gatunków, także afrykańskich. Zapamiętuje je podczas zimowego pobytu na czarnym kontynencie. Śpiewana przez łozówkę kompozycja nawet tysiąca dźwięków może trwać i kilkadziesiąt minut. Większość gatunków ma jednak dość prosty śpiew, bazujący maksymalnie na kilku typach piosenek. Wspomniane na początku pełzacze swoje krótkie, jedno−, dwu−, góra trzysekundowe piosenki, wykonują zaledwie kilka razy na minutę. Jednak z naukowego punktu widzenia nawet pozornie prosty śpiew, np. krzyki derkacza, może się okazać skrajnie wyspecjalizowanym i wyrafinowanym systemem kodującym wiele informacji. Zmieniając rytm derkania, czyli odstępy między sylabami der der, samce sygnalizują swoją agresywną motywację, co skutecznie obniża koszty obrony terytorium. W końcu lepiej dogadać się na dystans niż od razu przystępować do rękoczynów – tłumaczy poznański bioakustyk. Niemniej do fizycznych walk też dochodzi, jeśli dwóch konkurentów sygnalizuje ten sam poziom agresji i są w dodatku zbyt blisko siebie. Wówczas zaczynają wydawać zupełnie inne głosy (w rodzaju złowieszczego piania), po czym następuje bezpardonowy atak. Ale, oczywiście, są też i w ptasiej rodzinie prawdziwi wirtuozi.

– Skowronek śpiewa ciągłą piosenkę, składającą się nawet z ponad 400 różnych sylab. Może śpiewać do kilkudziesięciu minut bez przerwy, no i do tego w locie. Proszę spróbować zaśpiewać arię wbiegając po schodach na Pałac Kultury i Nauki – myślę, że byłby to podobny wyczyn.

Jeszcze większym jest nagranie takich dźwięków. Klasycznie wygląda to tak, że szuka się konkretnego gatunku i osobnika, po czym rejestruje jego śpiew magnetofonami cyfrowymi z mikrofonami parabolicznymi bądź krótkimi, tzw. shotgunami. W Poznaniu, jako jedni z pierwszych na świecie, zaczęli nagrywać za pomocą macierzy mikrofonowych, tj. wielu dookolnych mikrofonów precyzyjnie zlokalizowanych w przestrzeni. Mikrofony te z niezwykłą starannością rejestrują wszystko, nawet najdrobniejszy szmer, a później dzięki zaawansowanym algorytmom można z całego zapisu odczytać informację o tym, kto, kiedy i gdzie wydał określony sygnał. Popularne są też eksperymenty z playbackiem: naukowcy odtwarzają ptakom konkretne sygnały i monitorują ich behawior, obserwując zmiany pod wpływem kontrolowanego czynnika.

SAMIEC Z BOGATYM REPERTUAREM

Niezależnie od metody, po nagraniu zarejestrowany materiał „zrzucany” jest z karty pamięci na dysk komputera. Z miesięcznego podsłuchiwania tylko jednego gatunku wychodzi nieraz i kilkadziesiąt godzin. W trakcie analizy poszczególne sygnały można obejrzeć w postaci sonogramów, przekrojów spektralnych czy oscylogramów, za pomocą których mierzy się dowolne parametry i prowadzi szczegółową statystykę.

– Ponieważ zmysł słuchu człowieka działa mniej więcej dziesięciokrotnie gorzej w domenie czasu niż słuch ptaków i nieliniowo w domenie częstotliwości i amplitudy, jedyną możliwością obiektywnego opisu śpiewu jest nagranie go i poddanie analizie pozwalającej na dokonanie pomiarów – tłumaczy prof. Osiejuk.

Dodaje jednocześnie, że to, co szczególnie uwiodło go w śpiewie ptaków, to jego zmienność. Przejawia się ona w parametrach tzw. minimalnych jednostek produkcji (z ang. MUP). Mają one określoną częstotliwość, czas trwania, charakterystyczny rytm. Z tym, że u jednych gatunków piosenka może się składać z kilku takich samych jednostek, które ptak powtarza w ciągu sekundy czy dwóch, a u innych – dziesiątki, setki czy nawet tysiące MUP−ów produkowanych jest według wzorca, którego czasem nie sposób odcyfrować za pomocą nawet najbardziej zaawansowanych metod statystycznych. A do tego każdy fragment może być zaśpiewany ciszej bądź głośniej. Ta różnorodność śpiewu determinowana jest w głównej mierze przez to, że pełni on wielorakie funkcje i jest narzędziem do osiągania konkretnych celów, jak choćby przywabienia i stymulacji partnera, podtrzymania więzi, ostrzegania partnera bądź piskląt przed niebezpieczeństwem czy wokalnej obrony terytorium.

– W Kamerunie jako pierwsi na świecie prowadziliśmy badania trznadla cynamonowego. Każdy samiec śpiewa wyłącznie jednym typem śpiewu, a każdy typ składa się z kilku sylab, które są gwizdami, bzyczeniami bądź kompleksowo łączą różne akustycznie dźwięki. Wszystkie badane przez nas samce – było ich około 60 – kończyły swoją piosenkę opadającym w częstotliwości, stosunkowo długim gwizdem. Zwykle śpiewały z miejsc nieco wyższych niż roślinność w okolicy, w tempie 3−14 piosenek na minutę. Wszystko wskazuje na to, że w ten sposób bronią swojego terytorium.

Co ciekawe, ptasi świergot może też być sygnałem niosącym istotną informację o… jakości osobnika. Jeśli bowiem jako pisklak dostawał on niezbyt wartościowy pokarm, to nie mogły u niego w pełni się rozwinąć ośrodki w mózgu związane z zapamiętywaniem. Nie jest więc potem w stanie opanować większego repertuaru. A im repertuar większy, tym z reguły lepiej. Oczywiście, taki samiec jest tak naprawdę gorszy pod każdym względem, a śpiew to jedynie cecha, dzięki której samica z większego dystansu i w stosunkowo krótkim czasie może ocenić jakość potencjalnego ojca swojego potomstwa. Tak jak u trzciniaków, u których samce z najbogatszym repertuarem mają najwięcej potomstwa, podobny mechanizm działa u kanarków.

– Wyobraża pan sobie istnienie w mowie człowieka hasła, po którym każda sam..., przepraszam kobieta, bezwiednie przybiera pozycję zachęcającą do kopulacji? A tak właśnie działają pięknie z angielskiego brzmiące „sexy syllables”. Sęk w tym, że nie każdy jest w stanie te seksowne sylaby zaśpiewać. Trzeba być prawdziwym macho – śmieje się prof. Osiejuk.

Badając to, co dla postronnego słuchacza jest zaledwie niewinnym szczebiotem, naukowcy zwracają uwagę na wyrafinowaną strukturę ptasich koncertów. Pojedyncze dźwięki, podobnie jak u ludzi, składają się na sylaby. Te z kolei tworzą frazy. Mogą to być albo tryle, a więc takie same sylaby powtarzane w serii, albo motywy, czyli różnorodne zestawy sylab powtarzane jako całość. Tryle i/lub motywy składają się na całe piosenki. Wszystkie sygnały dźwiękowe, co zresztą jest fenomenem tej formy komunikacji, zmieniają się zarówno w przestrzeni, jak i w czasie. U większości ptaków szczyt aktywności przypada na okolice świtu. Związane jest to przede wszystkim ze szczególnie dobrymi o tej porze dnia warunkami do transmisji sygnału.

– Ale są też ptaki, które śpiewają prawie przez cały dzień lub w nocy, jak badany przez nas derkacz. On zaczyna swój „koncert” dopiero późnym wieczorem.

DŹWIĘKI WPROST Z RAJU

Zmienność przestrzenna najczęściej objawia się z kolei występowaniem tzw. dialektów. Różnicują one śpiew w obrębie jednego gatunku. Pewne grupy osobników posługują się własną, specyficzną wersją gatunkowego „języka”. Badania poznańskiego zespołu pokazały, że same ptaki nie mają większego problemu z odróżnieniem śpiewu sąsiada od śpiewu obcego rywala.

– W obrębie lokalnego dialektu każdy samiec ortolana ma zaledwie 2−3 różne typy śpiewu, ale wszystkie mają taką samą końcową frazę. Jak się więc odróżniają? Okazuje się, że są pewne stosunkowo niewielkie, ale powtarzalne u samca różnice w częstotliwości wykonywanych sylab, które budują frazę początkową. To trochę jak z naszą mową – wielu ludzi może wymawiać te same wyrazy, ale mimo to jesteśmy w stanie ich rozróżnić – obrazuje prof. Osiejuk, przypominając, że to właśnie śpiew ortolana, którego końcowa nuta jest o tercję niższa od wcześniejszych akordów, stał się inspiracją dla Beethovena przy pisaniu V Symfonii.

Na parametry sygnałów znacząco wpływa też specyfika siedlisk. W tropikalnych lasach, gdzie śpiewają i samce, i samice, niekiedy nawet w duetach, przeważają śpiewy złożone z prostych gwizdów, bez modulacji amplitudy i częstotliwości. Tymczasem w zdominowanym przez solistów klimacie umiarkowanym i środowiskach otwartych słychać więcej gwizdów o bardziej skomplikowanym charakterze. To słyszalny efekt wpływu środowiska na transmisję dźwięku – twierdzi mój rozmówca.

– Śpiew biegnący od nauczyciela do ucznia przechodzi przez środowisko, które go modyfikuje poprzez odbicia, zniekształcenia etc. Im lepiej dany sygnał się niesie, tym większa szansa, że zostanie przekazany w niezmienionej postaci. Gęste środowisko lasu tropikalnego stosunkowo słabo wpływa na proste gwizdy na niskich częstotliwościach, ponieważ długość fali dźwiękowej jest większa niż pnie drzew czy liście, a więc zamiast odbijania od nich – co powoduje zniekształcenia – mamy do czynienia z ich omijaniem – wyjaśnia, dodając przy tym, że o śpiewie ptaków z tropików wciąż wiadomo bardzo mało. Żeby to zmienić, podjął się eksploracji tych dziewiczych terenów. Właśnie na początku listopada wyjechał po raz kolejny do Kamerunu. To prawdziwy raj dla bioakustyka. Prowadzić tam będzie eksperymenty z nektarnikiem złocistym, przymierzy się też do dzierzyka żółtobrzuchego i chwastówki ubogiej. Jak zwykle, zabrał też ze sobą nieco elektronicznych dźwięków: Tori Amos, Nigela Kennedy’ego oraz Lecha Janerkę, którego album o umieraniu Fiu fiu niezmiennie rozkłada go na łopatki. No i oczywiście Radiohead.

– Wiesz tato, zawsze jak to leci, to mam dreszcze i gęsią skórkę – usłyszał pewnego razu od swojego dziesięcioletniego syna, gdy jechali samochodem, a w tle Thom Yorke i koledzy grali You and whose army? Sam się nie wstydzi przyznać, że i jego ciarki też nieraz przechodzą. Zwłaszcza przy słuchaniu śpiewu ptaków.