鳥と人間の鳴き声は全く違います。一見すると、彼らの声の形成にも解剖学的観点からはほとんど共通点がありません。人間の場合、それは喉頭で起こりますが、鳥の場合、音を生成する器官は体の奥深くに隠されています。いわゆる鳴管は、気管が 2 本の主気管支に分岐する場所にあります。このため、フランスの解剖学者デュ・ヴェルネーが 1646 年に発見して驚いたように、首を切られたニワトリでもまだ音を出すことができます。
しかし、これらの違いにもかかわらず、両方の動物の鳴き声はある重要な点で似ていることが判明しました。南デンマーク大学の生物学者コーエン・エレマンス率いる研究者らは今回、人間と鳥は同じ物理的メカニズムを使って声帯を動かし、それによって音を生成していることを学術誌ネイチャー・コミュニケーションズに報告している。マックス・プランク鳥類研究所のドイツの科学者もこの研究に参加した。
カメラの焦点にある羽のある歌手
科学者たちは60年前に人間の音声形成がどのように機能するかを発見しました。 「このメカニズムが脊椎動物に広く普及していることが判明する可能性がある」と研究リーダーのエレマンズ氏は言う。研究チームは、高速度カメラによるフィルム記録の助けを借りて、鳥類の音の形成過程を初めて詳細に理解することができた。研究のために、研究者らは6種類の異なる鳥を調べた。羽毛のある動物の中で最も小さく、体重が約 15 グラムで最も軽いのは、ダチョウの中で最大で最も重いキンカチョウでした。
研究者らによると、調査したすべての鳥種は、人間と同じように、いわゆる筋弾性空気力学的プロセスに従って音を生成します。人間の喉頭では、呼吸した空気が肺から声帯に沿って流れ、声帯を動かします。声帯がはためきます。風にたなびく旗のように。振動のたびに、いわゆる声門が開閉し、空気の流れが遮断されるか、流れ続ける可能性があります。開口部は、蓄積された空気圧によって引き起こされます。その後、空気が狭い声門を高速で流れると、特定の力が生じ、最終的に負圧が生じ、声門が再び閉じられます。その後、サイクルが再び始まります。
鳥も音を学習する必要があります
筋肉の複雑な相互作用により、その隙間を1000分の1ミリ単位で調整し、さまざまな音響パルスを発生させることができます。声帯が振動する周波数によってピッチが決まり、空気の流れの強さによって音量が決まります。 「通常の会話中、声帯は毎秒約 100 回振動します」と共著者のヤン・シュヴェックは言います。 「対照的に、オペラで歌われる最高音、モーツァルトの魔笛の f6 の音の周波数は 1 秒あたり 1,400 回です。」
鳥類でも、このプロセスは同じパターンに従います。それは別の臓器で起こっているだけです。鳥類において、喉頭は呼吸のためにのみ重要です。 「これほど異なるオルガンがまったく同じ方法で音を生成することに私は非常に驚きました」とシュベックは言います。そして、鳥と人間にはもう 1 つの共通点があります。鳥は生まれながらにその能力を持っているわけではなく、新生児としてまず話し方や歌い方を学ばなければなりません。専門家はこの神経学的プロセスを音声学習と呼んでいます。 「したがって、鳴き鳥は人間の声や、たとえば神経学的言語障害を研究するための理想的なモデルです」とエレマン氏は結論づけています。
