Čím se řídí výška ptačího zpěvu? Zoologové zpochybnili tradiční hypotézu

Pěnice černohlavá, Sylvia atricapilla
Zdroj: T. Albrecht

Zvířata používají ke komunikaci různé zvuky (tzv. akustické signály). Úspěšný přenos a příjem těchto zvuků mezi jedinci stejného druhu je nezbytný v různých kontextech, včetně vyhýbání se predátorům (upozorňování ostatních na hrozbu), obrany teritoria, rozmnožování a následné péči o potomstvo. Vědce už léta zajímá, jak se tyto zvuky vyvíjejí a co ovlivňuje jejich evoluci. V 70. letech 20. století formulovali tzv. akusticko-adaptační hypotézu. Podle ní druhy obývající hustě zarostlé lesnaté prostředí vydávají zvuky hlubší, které se v tomto prostředí lépe šíří. Naopak na otevřených plochách se předpokládá, že budou zvířata vydávat zvuky s vyšší frekvenci.

Ověření této hypotézy, která sice byla mnohokrát testována, ovšem s rozporuplnými výsledky, si dal za cíl tým profesora Albrechta z Ústavu biologie obratlovců AV ČR (ÚBO) a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (PřF UK).

„Abychom rozhodli, jak se věci mají, vytvořili jsme největší datový soubor o frekvenci zpěvu ptáků. Zahrnuje kolem 19 000 nahrávek asi 5 000 druhů ze skupiny pěvců a reprezentuje tak hlasové projevy téměř poloviny všech ptačích druhů světa“ vysvětluje postup výzkumu Tomáš Albrecht.

„Jenom samotný sběr dat mi zabral víc než dva roky v zásadě každodenní práce v rámci mého postgraduálního studia,“ dodává první autor publikace Peter Mikula.

Větší znamená hlubší, hlubší znamená víc sexy

Hýl rudý, Carpodacus erythrinus
Zdroj: T. Albrecht

Vědci zjistili, že vliv na mezidruhovou variabilitu ve výšce zpěvu (pohybující se od 200 po víc než 

10 000 Hertzů) mají především rozdíly v tělesné hmotnosti. Větší druhy mají obecně níže položený zpěv. Dalším faktorem, který částečně výšku zpěvu ovlivňuje, je pohlavní výběr: analýzy odhalily, že druhy, kde dominance samců rozhoduje o jejich přístupu k samicím (např. některé jihoamerické pralesní druhy koting) mají hlubší zpěv, než by příslušelo jejich velikosti. Naproti tomu sama hustota porostu a typ obývaného biotopu frekvenci ptačího zpěvu neovlivňují, což je zcela v rozporu s předpoklady akusticko-adaptační hypotézy. Tyto výsledky tak mohou zcela změnit současné převládající paradigma týkající se vlivu prostředí na frekvenci vokalizace u obratlovců.

„Nikdo před námi netestoval zmíněné hypotézy na tak obrovském datovém souboru. Jedině tento globální přístup umožnil přesvědčivě zodpovědět některé otázky, na které vědci hledali dlouho odpovědi,“ upozorňuje Tomáš Albrecht. „Je třeba podotknout, že sesbíraná data dáváme volně k dispozici, ostatní výzkumníci je tak můžou využít a otestovat další zajímavé hypotézy.“

„Zpracování komplexních výsledků se zahrnutím téměř všech pěvcích druhů světa bylo zajímavou zkušeností. Zásadní z tohoto hlediska byla spolupráce s týmem profesora Kempenaerse na špičkové instituci Max Planck Institut für Ornithologie v Německu. Zde jsme mimo jiné získali užitečné informace o některých vlastnostech zkoumaných ptačích druhů. Zároveň však byla komunikace s kolegy hodně ztížena v důsledku koronavirových restrikcí,“ popisuje své nově nabité zkušenosti Peter Mikula.

Co dál? Výběr partnera či zkoumání nevěry

Jakým směrem se bude výzkum ptáků na ÚBO a PřF UK ubírat v dalších letech? Záběr týmu profesora Albrechta je široký a obecně se věnuje tomu, jak ptáci optimalizují investice do růstu, přežívaní a reprodukce, včetně investic do znaků důležitých v pohlavním výběru. Můžeme se tak těšit na nové poznatky týkající se například vlivu pohlavního výběru na komplexitu a bohatost ptačího zpěvu, roli partnerské nevěry a kritérií uplatňovaných při výběru partnera u vlaštovek a zebřiček pestrých, či vliv života v podmínkách tropů na tempo ptačího života.

Králíček ohnivý, Regulus ignicapilla
Zdroj: T. Albrecht

Ukázky zpěvu ptáků najdete například v databázi xeno-canto (https://www.xeno-canto.org/):        

• příklad nízko položeného zvuku: vranucha dlouholaločnatá (Cephalopterus penduliger) https://www.xeno-canto.org/262291
• příklad výše položeného zpěvu: lesňáček skvrnitý (Setophaga tigrina) https://www.xeno-canto.org/…791

Mikula, P., Valcu, M., Brumm, H., Bulla, M., Forstmeier, W., Petrusková, T., Kempenaers, B. and Albrecht, T. (2020), A global analysis of song frequency in passerines provides no support for the acoustic adaptation hypothesis but suggests a role for sexual selection. Ecology Letters. https://doi.org/10.1111/ele.13662