Montag bis Freitag 18.30 Uhr
Kalender
April 2017
Mo
Di
Mi
Do
Fr
Sa
So
27
28
29
30
31
01
02
0304050607
08
09
10111213
14
15
16
17
1819
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Vögel auf Ast Video
Bei der Paarung kommt es für Vogelweibchen auf den richtigen Ton an
Sexy-Silben-Sound für Kanarienvogelweibchen
Vogelgezwitscher macht bereit zur Paarung
"Sexy Silben sind komplex", erklärt Dr. Stefan Leitner vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen. "Diese Silben sind sehr schnell gesungen und überspannen einen hohen Frequenzbereich."
Allein der Sexy-Silben-Sound macht das Kanarienvogelweibchen im Laborkäfig bereit zur Paarung. Der Trick funktioniert auch bei freilebenden Tieren. Diese Silben setzen sich aus ein zwei oder mehreren Noten zusammen.

"Der Vogelgesang erfüllt zwei Zwecke", weiß Leitner. "Er ist einerseits wichtig für die Partnerwahl. Die Weibchen können ermessen, wie stark oder wie gut das Männchen ist. Die zweite Funktion ist die Territoriumsverteidigung gegen andere Männchen."

Der Vater lehrt junge Zebrafinken das Singen
Richard Hahnloser Video
Der Neuroinformatiker Richard Hahnloser sucht den Gesang
Zwei Schweizer Forscher haben bei Singvögeln die lange gesuchten Nervenzellen gefunden, die für das Erlernen des Gesangs eine Schlüsselrolle spielen könnten. Singvögel besitzen analog zum Spracherwerb beim Menschen eine sensible Phase für das Erlernen ihres Gesangs, wie die Universität Zürich mitteilte. Junge Zebrafinken (Taeniopygia guttata) lernen ihren Gesang, indem sie die Gesangsvorlage ihres Tutors, meist ihres Vaters, imitieren. In dieser Lernphase ist es zwingend, dass der Jungvogel seinen eigenen Gesang hören, überwachen und laufend mit der Gesangsvorlage vergleichen kann. Seinen Gesang passt er über das auditorische Feedback an die akustische Vorlage an. Gleichzeitig muss der Jungvogel während des Singens in der Lage sein, Hintergrundgeräusche zu erkennen.

Richard Hahnloser und Georg Keller vom Institut für Neuroinformatik der Universität Zürich haben nun als erste die lange gesuchten Nervenzellen für dieses auditorische Feedback bei Singvögeln nachweisen können. Die Nervenzellen befinden sich im auditorischen Kortex, der Hörrinde, und nicht wie bisher angenommen in den gesangsspezifischen Hirnarealen, die den Gesang steuern.

Die Hirnforschung an Zebrafinken gehört zur Grundlagenforschung: Zebrafinken sind das einfachste Tiermodell, wenn es um das Verständnis des vokalen Lernens geht. Neben Menschen, Walen und Fledermäusen gehören Vögel zu den wenigen Lebewesen, die ein differenziertes vokales Ausdrucksystem besitzen. Bei der Hirnforschung an Zebrafinken geht es um das physiologische Verständnis des Spracherwerbs.

"Sprachgefüge" beherrschen nur wenige Vögel
Zebrafink Lupe
Zebrafinken sind talentierter als andere Vögel
Der Neurobiologe Erich Jarvis von der Duke-Universität in Durham (US-Bundesstaat North Carolina) fand 2003 Strukturen und biochemische Prozesse im Gehirn von variationsreich trällernden Vögeln, die auch Hinweise auf den Spracherwerb beim Menschen geben könnten. Eine Art komplexes "Sprachgefüge" beherrschen Jarvis zufolge nur bestimmte Vögel, Kolibris oder Papageien, sowie wenige Säugetiere, darunter Fledermäuse, Wale und Menschen. Natürlich würden viele Tiere Laute äußern, ihr Repertoire aber nicht erweitern können, erläuterte Jarvis.

Seine Untersuchung von zwölf verschiedenen Singvogelarten ergab, dass das Lernen komplizierter Melodien unter anderem auf speziellen Reizempfängern (Rezeptoren) im Gehirn basiert. Dieselben Rezeptoren für den Gehirnbotenstoff Glutamat konnten ebenso bei Säugetieren nachgewiesen werden.

Falls weitere Studien nun ein ähnliches System dieser Reizübertragung auch beim Menschen aufzeigen, könnte dies einen wesentlichen Beitrag zum weiteren Verständnis des Sprachzentrums im menschlichen Gehirn bedeuten. Damit könnte erlittener Sprachverlust nach Schlaganfällen oder Kopfverletzungenen besser erklärt und vielleicht sogar geheilt werden, hofft das Team um Jarvis.

Glutamate übertragen nicht nur spezifische Informationen zwischen Nervenzellen, sondern spielen auch eine Rolle beim Wachsen des Nervensystems während es Spracherwerbs, sagte Jarvis. Er hofft mit der Aufklärung ihrer genauen Funktionsweise Hilfen zu entwicklen, mit denen Menschen auch später im Leben Sprachen so leicht erlernen wie als Kind.

Vögel mit kühlem Hirn singen langsamer
Vögel mit kühlem Kopf singen langsamer. Diese Eigenschaft nutzten US-Forscher, um das Gesangszentrum zu finden. Sie kühlten mit einer einfallsreichen Technik genau die Region im Gehirn von Zebrafinken, in dem der "Dirigent" des Vogelgesangs vermutet wurde. Daraufhin trällerten die Vögel plötzlich langsamer. Daraus schlossen die Wissenschaftler, dass dieser Hirnbereich die Koordination des Gesangs tatsächlich übernimmt. Mit ihrer Kühlmethode ließe sich auch die neuronale Steuerung anderer komplexer Verhaltensweisen untersuchen.

Auch Vogel-Küken brabbeln ähnlich wie Babys
Forscher am Computer Lupe
Der Vergleich der Sonogramme zeigt das Lernen
Vogel-Küken brabbeln ähnlich wie Babys. Durch das unstrukturierte Vor-sich-hin-Zwitschern lernen sie nach und nach die arttypischen Lieder. In der Übungsphase nutzen die Küken allerdings ganz andere Gehirnbereich als ausgewachsene Vögel beim Zwitschern, berichten US-Forscher. Die Untersuchung sei ein Beispiel für die Bedeutung von Erkundungsverhalten, das jungen Tieren und auch Menschenkindern ermögliche, die Welt um sie herum zu erfassen und zu begreifen.

Zebrafinken beginnen etwa 30 Tage nach dem Schlüpfen zu Brabbeln. Zwei Wochen später haben sie bereits erste "Silben" gelernt - kurze und regelmäßig wiederkehrende Tonfolgen. Im Alter von etwa 80 Tagen beherrschen sie schließlich die komplexen Gesangsmotive, die auch die Lieder ausgewachsener Vögel ausmachen. Michaele Fee und ihre Mitarbeiter vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge (US-Staat Massachusetts) zeigten, dass beim Singen-Lernen ein anderer Schaltkreis im Gehirn aktiviert wird als später beim Singen.

Sie hatten dazu den für das Singen ausgewachsener Vögel zuständigen Hirnbereich operativ, beziehungsweise mit Medikamenten ausgeschaltet. Die Vögel begannen daraufhin wieder wie Küken zu brabbeln. Weiter zeigten die Forscher, dass die beiden Schaltkreise in einem gewissen Punkt der Entwicklung beginnen, miteinander zu interagieren. Das passierte etwa in der Phase, in der die Küken die ersten Zwitscher-Silben bildeten. Auch für andere Verhaltensweisen von Jungtieren und Kleinkindern gebe es vermutlich spezielle Schaltkreise im Gehirn, schreiben die Forscher. Womöglich sei dies ein grundsätzliches Merkmal des Lernens bei Wirbeltieren.

Ohne FoxP2-Gen lernen Zebrafinken schlechter
Zebrafinken Lupe
Zebrafinken haben FoxP2 und darum Talent
Vögel mit einem Defekt in dem Gen FoxP2 lernen deutlich schlechter Singen. Das Forscherteam um Constance Scharff vom Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik schaltete das Gen bei jugendlichen Zebrafinken aus. Das Experiment sei das erste, das einen kausalen Zusammenhang zwischen einem Gendefekt und dem Erlernen von Lautäußerungen nachweise, so die Forscher. Das FoxP2-Gen spielt beim Singen- und Sprechenlernen eine zentrale Rolle.

Menschen mit defektem FoxP2 haben Schwierigkeiten mit der Aussprache. Zudem mangelt es ihnen am grammatikalischen Verständnis. FoxP2 wurde erstmals 2001 bei den Mitgliedern einer Familie mit einer auffälligen Sprachstörung entdeckt. Das Experiment mit den Vögeln könnte nach Einschätzung der Forscher helfen, die Rolle von FoxP2 genauer zu entschlüsseln.

Zebrafinken lernen Gesänge, die der menschlichen Sprache ähneln. Sie bestehen aus unterschiedlichen Silben, die strukturierte Reihenfolgen ergeben. Auch der Lernvorgang ist bei Vögeln und Menschen ähnlich. Beide eignen sich ihre Lautfolgen an, indem sie ältere Artgenossen imitieren. Am Experiment waren Wissenschaftler aus Berlin, Heidelberg und Chicago beteiligt.

Hintergrund
Kanarienvögel, die in ihrer Jugend schlechte Vorsänger hören, singen später trotzdem gut, haben Wissenschaftler der Max-Planck-Gesellschaft gezeigt
mehr zum Thema