1. yle.fi
  2. Uutiset
  3. linnut

Tutkimukset: Linnunpojan laulukoulu ja elämän oppitunnit alkavat jo ennen kuoriutumista

Linnunpoikaset reagoivat munankuoren ulkopuolelta kuuluviin ääniin monin tavoin valmistautuessaan syntymään. Yksi yllättävimmistä havainnoista ovat seeprapeippojen täsmäohjeet kuoriutumattomille jälkeläisilleen.

Sinikurkkumaluri, australialainen varpuslintu, on laulutaituri ja yksi tuoreen tutkimuksen viidestä lintulajista. Kuva: Marc Anderson / Alamy / AOP

Linnut lurittelevat lajiensa tyypillisiä lauluja varsin pian syntymänsä jälkeen, jotkin saman tien munasta putkahdettuaan. Niillä geenit ja aivotoiminta tekevät poikasesta laulajan heti, kun se on kuoriutunut.

Tuoreen tutkimuksen mukaan näilläkin lajeilla on kuitenkin osittain kyse sikiövaiheessa tapahtuvasta oppimisesta.

Linnut on ollut tapana luokitella oppivaisiin ja oppimattomiin laulajiin eli sellaisiin, jotka pystyvät matkimaan muita lajeja ja keksimään uusia lauluja, ja sellaisiin, joiden nokasta tulee aina pelkästään samaa perinnöksi saatua ääntä.

Sama kaksijakoisuuden on ajateltu koskevan kaikkien selkärankaisten ääntelyä. Viime vuosina tutkijat ovat kuitenkin alkaneet pitää jaottelua liian jäykkänä; kyse onkin jatkumosta.

Oppivaisia on luultu olevan vain seitsemässä lintujen ja nisäkkäiden kehityslinjassa, joista yksi olemme me ihmiset, kertoo australialaisen Flindersin yliopiston (siirryt toiseen palveluun) biologian professori Sonia Kleindorfer.

Hänen johtamassaan, Philosophical Transactions of the Royal Society B Biological Sciences (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä julkaistussa kansainvälisessä tutkimuksessa pyrittiin ilmiön jäljille soittamalla viiden lajin munissa kehittyville sikiöille monenlaisia linnunlauluja. Tutkimuslajit olivat:

  • sinikurkkumaluri
  • vaaleapäämaluri
  • pikkumaasirkku
  • sinipingviini
  • japaninviiriäinen

Niistä malureita ja sirkkua pidetään laulutaidoiltaan oppivaisina, pingviiniä ja viiriäistä oppimattomina.

Kokeita varten munat numeroitiin. Näistä kuoriutui sinikurkkumalureita. Kuva: A. Katsis / Flindersin yliopisto

Kokeen ensimmäisessä vaiheessa runsaat sata sikiötä altistettiin vuoroin minuutille lajinsa ääntä, vuoroin minuutille hiljaisuutta.

Oppivaisten lajien poikaset vastasivat kuoriuduttuaan aikuisten lauluun tarkalleen oikein ja paljon nuorempina kuin lajinsa muut poikaset. Jatkumon toisessa päässä olevilla lajeilla aivot eivät tutkimuksen mukaan ole yhtä muokkaantuvaiset.

Kokeita jatkettiin altistamalla vajaat 150 sikiötä kolmelle minuutille laulua ja sitten minuutille hiljaisuutta. Laulu oli joko oman tai jonkin muun lajin sävelmä. Samalla mitattiin sikiöiden sydämen sykettä sen seuraamiseksi, kuinka paljon huomiota sikiö kiinnitti toisteltuun lauluun.

Lopputulos oli, että kaikki linnut tottuivat munan ulkopolelta toistuvasti kantautuvaan ääneen. Sillä ei ollut väliä, oliko laji oma vai vieras.

Tutkijat päättelivät, että kyseessä on jo munavaiheessa tapahtuva habituaatio. Se tarkoittaa siedättymistä äänelle, joka poikasen kuoriuduttua on sen normaalia, turvallista äänimaisemaa.

Sinipingviinipari kuvattuna Shoalwaterin luonnonpuistossa Länsi-Australiassa. Australialaisten hellittelynimi tälle maailman pienimmälle pingviinilajille on keijupingviini, sillä se kasvaa vain 33-senttiseksi. Kuva: Auscape International / AOP

Havaintojensa perusteella tutkijat arvelevat, että kyky ottaa vastaan ääniä ja tottua niihin munan sisällä voi olla lintulajeille yleisempää kuin on oletettu. Se myös tukee hypoteesia, jonka mukaan oppimisen kaksinapaisuus ei pidä paikkaansa, he sanovat.

Jatkossa he haluavat selvittää, näkyykö altistaminen eroina laulutaidoiltaan oppivaisten ja lajinsa laulutavasta kiinni pitävien lintujen välillä, kun ne varttuvat.

Sonia Kleindorfer toivoo, että muutkin tutkijat innostuvat eläinten hämmästyttävästä kyvystä oppia ääniä.

– Siirtämällä oppimisen ikkunan syntymää edeltävälle ajalle tutkimuksemme avaa polkuja sen mittaamiselle, miten varhainen kuulokokemus vaikuttaa neurobiologisesti käyttäytymiseen ja saadun tiedon käsittelemiseen, Kleindorfer sanoo.

Pikkumaasirkku on yksi Galapagossaarille kotoperäisistä lintulajeista, joille Charles Darwin pohjasi evoluutioteoriansa. Kuva: Bazzano Photography / AOP

Äänien kantautuminen sikiöille munien sisään – tai nisäkkään kohtuun – havaittiin jo kymmeniä vuosia sitten. Linnuilla näiden äänien vaikutus on todettu useissa tutkimuksissa etenkin lajeilla, jotka lähtevät liikkeelle heti kuoriuduttuaan, esimerkiksi kananpojilla.

Sekin tiedetään, että linnunpoikaset viestittävät toisilleen munasta munaan. Piipitystä munan sisältä ei kuulu, vaan yhteyttä pidetään värähtelemällä.

Siten poikaset osaavat ryhtyä kuoriutumaan samaan aikaan, mikä on otollisinta niiden selviytymiselle hengissä. Samoin tekevät myös kilpikonnat, kuten flynkilpikonnilla viime vuosikymmenellä tehty australialainen tutkimus (siirryt toiseen palveluun) osoitti.

Toissa vuonna Nature Ecology & Evolution (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä julkaistu espanjalainen tutkimus puolestaan todisti, että etelänharmaalokin sikiöt kykenevät kertomaan toisilleen uhkaavasta vaarasta. Saadut viestit näkyvät kuoriutumisen jälkeen sekä käytöksessä että fyysisesti.

Etelänharmaalokki pesii pääosin Välimeren maissa. Tämä nuori yksilö kuvattiin Campaniassa Italiassa. Kuva: Saverio Gatto / Alamy / AOP

Sálvoran saarelta Espanjasta kerätyille etelänharmaalokkien munille soitettiin hautomossa emolintujen kimakoita huutoja, joilla ne varoittavat lähestyvistä pedoista. Sikiöt alkoivat värähdellä, ja kun viereen pantiin äänille altistumattomia munia, kuorien värähtely välittyi niihin.

Sekä varoitushuudot kuulleet että niistä värähtelyviestin saaneet poikaset olivat kuoriuduttuaan muita alttiimpia reagoimaan emojensa varoituksiin. Ne olivat hiljaisempia ja kyyristyivät vaaran uhatessa matalammalle kuin valkoista kohinaa kuulleet verrokit.

Vaikutukset eivät kuitenkaan olleet pelkästään positiivisia. Varoituksille altistuneilla poikasilla todettiin enemmän stressihormoneja ja vähemmän mitokondriaalista DNA:ta kuin verrokeilla. Myös jalat jäivät lyhyemmiksi kuin munassaan huoletta kehittyneillä lajitovereilla.

Tutkijoiden mukaan syynä lienee se, että vaaroihin varautuminen ja viestin välittäminen eteenpäin syö energiaa, joka muuten liikenisi fyysiseen kehittymiseen.

Pelkästään yksilön kannalta muiden varoittelu ei siis ole järkevää. Lintujen kehityshistoriassa on kuitenkin todettu paljon muita hyödyttävää käyttäytymistä. Tutkijat uskovat, että poikaset haluavat sisarustensa jäävän henkiin, koska niillä on sama geeniperimä.

Seeprapeipot viihtyvät parvissa. Tässä sellainen paistattelee päivää kotiseuduillaan Australiassa. Muualla seeprapeipot ovat yleisiä häkkilintuja. Kuva: Sagar Simkhada / Alamy / AOP

Jos on yhteydenpitoa munien kesken, niin myös emolinnut viestivät tarkoituksella juuri munilleen. Sellaiseen tulokseen tuli joitakin vuosia sitten julkaistu australialainen tutkimus (siirryt toiseen palveluun) seeprapeippojen erikoisesta tavasta laulaa poikasilleen ennen niiden kuoriutumista.

Tutkimuksen mukaan seeprapeipot, australialaiset aavikkolinnut, varoittavat jälkeläisiään syntymästä helteeseen liian suurikokoisina. Emot laulavat hautoma-ajan lopulla erityistä varoituslaulua, jos ilman lämpötila on yli 26 astetta.

Laulu saa poikaset hidastamaan kasvuaan ja syntymään pienempinä kuin viileään säähän kuoriutuvat lajitoverinsa. Napakka koko on etu kuumassa ilmastossa, sillä pienen on helpompi viilennellä kuin ison.

Tutkimuksessa osalle munista soitettiin seeprapeippojen tavallista seurusteluääntä, osalle puolestaan poikastensa kuoriutumista odottavien vanhempien hellelaulua. Yli 600 tuntia äänitteitä osoitti aukotta, etteivät emot koskaan laula näitä säveliä alle 26 asteessa.

Emot eivät myöskään laulaneet vastikään munituille munille, vaan aikaisintaan viisi päivää ennen kuoriutumista; silloin sikiön kuuloaisti on luultavasti jo kehittynyt, kertoivat Deakinin yliopiston (siirryt toiseen palveluun) tutkijat.

Tutkijatohtori Mylene Marietten sormien välissä olleesta munasta kuoriutunut seeprapeippo on tätä nykyä kymmengrammainen aikuinen. Kuva: Mylene Mariette

Kun varoituslaulua kuulleet poikaset jäljitettiin parin vuoden ikäisinä aikuisina, niiden havaittiin saaneen enemmän poikasia kuin varoituksetta helteeseen syntyneiden. Yllättäen ne myös viihtyivät kuumemmissa pesissä kuin verrokit.

Syntymää edeltäneellä akustisella altistuksella ei ole koskaan havaittu näin perusteellisia ja pitkäaikaisia vaikutuksia, tutkijat kertoivat. Heidän mukaansa ääniympäristöllä saattaa ylipäätään olla paljon voimakkaampi vaikutus kehitykseen kuin on oletettu.

Ilmiön fysiologiset mekanismit vaativat vielä lisää tutkimusta. Kiinnostavaa on myös strategian mahdollinen yleisyys lintulajeilla. Onko seeprapeipon lisäksi muitakin lajeja, joilla on vastaava keino reagoida maapallon ilmaston lämpenemiseen ilmastonmuutoksessa?