L’impossibile canto dei colibrì che gli uccelli non potrebbero sentire

Alcuni colibrì emettono note che possono essere sentite solo da cani e gatti

[22 ottobre 2018]

Alcune specie di colibrì  emettono note ultrasoniche, un comportamento che ha sconcertato gli scienziati e che erimette in discussione quel che credevamo di sapere sulla comunicazione e i richiami dell’avifauna e sencondo il quale i colibrì non dovrebbero essere in grado di sentire note così alte come quelle che emettono.

Questa scoperta è il frutto di due studi separati: a marzo un team di ricercatori dell’Oregon Health and Science University e della Washington State University ha pubblicato su Current Biology  lo studio “Black Jacobin hummingbirds vocalize above the known hearing range of birds”  e a settembre, sempre su Current Biology  un team di ricercar della Georgia State University e dell’Emory University ha pubblicato lo studio ”High-frequency vocalizations in Andean hummingbirds” che si riferiscono delle osservazioni sul canto acutissimo di  5 specie di colibrì.

Il team guidato da Claudio Mello, un neurobiologo del Department of behavioral neuroscience, dell’Oregon Health & Science University ha pubblicato il suo studio sul Giacobino nero (Florisuga fusca) che i brasiliani chiamano Beija-flor-preto. un colibrì che vive nella Foresta Atlantica in Brasile il cui canto è costutuito da note altissime. Poi, un team guidato da Fernanda Duque, una dottoranda al Neuroscience Institute, Center for Behavioral Neuroscience, della Georgia State University, ha pubblicato le sue osservazioni dopo aver trascorso due estati nelle praterie e nelle foreste pluviali dell’Ecuador a cercare 4 diverse specie di colibrì: Colibrì del Chimborazo (Oreotrochilus chimborazo), Coronetto codacamoscio (Boissonneaua flavescens), Colibrì jaspeado (Adelomyia melanogenys) e Silfide codaviola (Aglaiocercus coelestis).

Rispetto agli esseri umani, gli uccelli hanno una gamma uditiva piuttosto limitata. In media, non possiamo sentire suoni nella banda tra circa 20 hertz a 20.000 hertz (20 kHz). Una frequenza più alta significa che il suono ha una lunghezza d’onda più breve, producendo note più alte. Gli uccelli possono sentire solo da 100 hertz a 8000 hertz (8 kHz). Oltre i 20 kHz si entra nel territorio “ultrasonico”, quello che possono sentire cani e gatti possono (fino a 40 kHz). Man mano che le onde diventano ancora più piccole, possono permetterci di sbirciare all’interno dei corpi umani con apparecchiature che operano nello spettro da 2 a 18 megahertz.

Le vocalizzazioni dei colibrì sono veloci e acute e non suonano affatto come un tipico suono emesso degli uccelli.  Una scoperta avvenuta per caso e Mello e i suoi colleghi della Washington State University sospettavano che le vocalizzazioni dovessero essere insolitamente alte, ma non avevano le attrezzature necessarie per misurarle. Sono tornati con i rilevatori  che si utilizzano normalmente per rilevare i suoni ad alta frequenza dei pipistrelli ed è così che hanno raccolto gli “impossibili” canti dei colibrì.

Il canto dei giacobini neri studiati dal team di Mello si sviluppa quasi interamente tra i 10 kHz e  i14 kHz, con note armoniche fino a 80 kHz. Mello spiega che «All’inizio non ci eravamo resi conto che  [il suono] proveniva dai colibrì. Sembrava più una cavalletta o un altro insetto … o anche qualche raganella».

Il gteam della  Duque, ha scoperto che il Colibrì del Chimborazo. Chiamato anche Hillstar ecuadoriano canta intorno ai 13 kHz, il Coronetto codacamoscio ai 9 kHz, e il Colibrì jaspeado e la Silfide codaviola intorno agli 11 kHz.

sia Mello che la Duque pensano che questi colibrì utilizzino questi canti ultrasonici per comunicare tra loro, anche se non sanno esattamente come.

Infatti, prima di tutto i  colibrì imparano a cantare dagli altri individui della loro specie «E per imparare a fare un particolare suono, devi essere in grado di sentirlo – fa notare Mello – Quindi è ovvio che i colibrì possono sentire queste note acute e possano insegnarle ad altri uccelli più giovani. Quando i colibrì emettono davvero questi rumori, questo suggerisce che anche loro possono sentirli. I colibrì sembrano usarli per comunicare tra loro nelle dispute territoriali, quando altri uccelli invadono il loro territorio di alimentazione, o per pubblicizzare dove si trovano a membri del sesso opposto. Questi uccelli utilizzavano spesso queste chiamate nelle interazioni ravvicinate tra loro, più in un contesto territoriale».

E se questi minuscoli uccelli riescono a sentirsi l’un l’altro, può darsi che  abbiano adottato delle note così alte proprio per essere in grado di sentirsi reciprocamente nei rumorosi habitat dove vivono. Ad esempio, tre delle specie studiate dal team della Duque vivono nella foresta pluviale ecuadoriana, un habitat pieno di rane che gracidano rumorosamente, dove sfrecciano insetti e pieni di assordanti richiami degli uccelli, per non parlare del rumore dei fiumi impetuosi e delle cascate e delle foglie che stormiscono al vento.

Secondo la Duque, «Quel che fanno gli animali fanno per superare questi ostacoli [è] cambiano la frequenza e adattano la frequenza della loro vocalizzazione in modo che non siano in competizione con altri animali o con i suoni ambientali».

Più recentemente, il team di Mello  ha realizzato registrazioni dei suoni utilizzando attrezzature speciali progettate per studiare i richiami dei pipistrelli. Le registrazioni hanno mostrato che i suoni dei colibrì erano piuttosto notevoli, con un alto grado di complessità pur essendo prodotti ad alta frequenza, compresi elementi che sconfinano nel campo degli ultrasuoni che l’uomo non può sentire. La scoperta suggerisce i giacobini neri sentono suoni che altri uccelli non possono sentire oppure che producono suoni che non riescono nemmeno a sentire. I ricercatori ipotizzano che gli uccelli utilizzino questi insoliti richiami come un  canale di comunicazione privato il che potrebbe essere particolarmente utile, dato che i giacobini neri vivono in un ambiente con molte specie di uccelli, tra cui 40 altre specie di colibrì.

Jim McGuire, un biologo evolutivo dell’università della California . Berkeley, uno dei maggiori esperti di colibrì (che non ha partecipato ai due studi) ha detto a Popular Science  «E’ difficile immaginare che gli uccelli vocalizzino a queste frequenze se non riescono a sentirle, quindi sembra logico che i loro sistemi acustici siano modificati per consentire loro di usare queste frequenze». Il problema è che i colibrì sentono questi suoni, ma gli scienziati non sono sicuri di come ci riescono.

Christopher Clark, un biologo dell’università della California – Riverside che studia la meccanica del volo e suoni non vocali dei colibrì, è convinto che «Parte del problema potrebbe non essere la capacità uditiva di questi uccelli, ma la nostra capacità di studiare il loro udito. È più difficile studiare gli animali più piccoli che quelli grandi. Il procedimento prevede di attaccare elettrodi sul piccolo cervello di questi uccelli, o di trascorrere settimane ad allenarli per eseguire una determinata azione quando sentono un suono».

Il colibrì golablu (Lampornis clemenciae) può emettere suoni fino a 30 kHz, nell’intervallo degli ultrasuoni. Ma quando i ricercatori hanno inserito gli elettrodi sul cervello di questi piccoli uccelli per misurare il loro raggio d’azione, hanno riscontrato che maschi e femmine non rispondevano a suoni superiori ai 7 kHz.

Ma un altro studio ha trovato che il colibrì Calliope (Selasphorus calliope) e il colibrì rossiccio (Selasphorus rufus) rispondono a suoni prodotti con le ali  a frequenze fino a 10 kHz. Questo non è così alto come alcune richiami documentati, ma supera il confine di quello che gli scienziati credevano fosse il normale udito degli uccelli.

I risultati degli studi realizzati dal team di Mello suggeriscono che per produrre questi suoni i colibrì debbano avere un organo vocale insolito che dovrebbe  vibrare molto rapidamente e probabilmente hanno una cstruttura speciale, che potrebbe essere diversa dagli altri uccelli. Il  passo successivo sarebbe studiare le orecchie interne dei giacobini neri per vedere come o se differiscono da quelle degli altri uccelli.

Il team di Mello dice che quanto scoperto sul canto del giacobino nero «può fornire informazioni sul meccanismo che consente alle persone di padroneggiare l’udito e la parola. Mano a  mano che le persone invecchiano, tendono a perdere l’udito nell’intervallo delle alte frequenze». Mello sta studiando questo colibrì brasiliano per capire meglio il meccanismo che gli permette di sentire in questa gamma alta convinto che le sue scoperte potrebbero essere applicate agli esseri umani.

All’Oregon Health & Science University spiegano che «Il laboratorio di Mello  utilizza un modello aviario per aiutare a identificare il meccanismo dei geni associati all’apprendimento vocale. Questo è importante perché tre ordini di uccelli – colibrì, pappagalli e uccelli canori – condividono questo tratto con gli esseri umani, il che rende possibile studiare le basi anatomiche, molecolari e comportamentali dell’udito, della parola e del linguaggio».