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Ciência14/01/2022

Pássaros cantam a mesma música por mais de meio milhão de anos

Os pássaros-do-sol-de-colarinho-duplo menores estão relacionados aos pássaros-do-sol-de-colarinho-duplo-orientais – os chamados pássaros-do-sol da ilha do céu – que os pesquisadores de Berkeley estudaram para entender como o canto dos pássaros muda ao longo de dezenas de milhares de anos. Crédito: Keith Barnes

14/01/22 - 08h36min

Muitos dos pássaros que nos acordam todas as manhãs aprendem seus cantos melodiosos da mesma forma que os humanos aprendem um dialeto – de pais e vizinhos.

Mas para a maioria dos biólogos, aprender músicas por meio da mímica é um processo incerto e propenso a erros, resultando em uma mudança lenta, mas inevitável, na música ao longo dos anos.

Um novo estudo realizado por biólogos da Universidade da Califórnia em Berkeley e da Universidade Estadual do Missouri em Springfield (EUA), no entanto, documenta canções em pássaros da África Oriental que permaneceram quase inalterados por mais de 500 mil anos, e talvez por até 1 milhão de anos, tornando as músicas quase indistinguíveis daquelas de parentes dos quais eles estão separados há muito tempo.

Mudanças quase indistinguíveis

A natureza surpreendentemente estática de suas canções pode ser devido à falta de mudança nos ambientes desses pássaros, que são florestas montanhosas estáveis ​​– as chamadas ilhas do céu – isoladas de outras populações de ilhas do céu da mesma espécie ou de espécies semelhantes por dezenas de milhares a milhões de anos. A coloração das penas das aves também mudou pouco, tornando sua plumagem quase indistinguível uma da outra, embora algumas sejam espécies separadas, mas intimamente relacionadas.

“Se você isola os humanos, seus dialetos mudam com frequência; você pode dizer depois de um tempo de onde alguém vem. E a música foi interpretada da mesma maneira”, disse o autor sênior Rauri Bowie, professor de biologia integrativa da Universidade da Califórnia em Berkeley e curador em Museu de Zoologia de Vertebrados do campus. “O que nosso artigo mostra é que não é necessariamente o caso das aves. Mesmo em características que deveriam ser muito lábeis, como canto ou plumagem, você pode ter longos períodos de estase.”

Populações das ilhas do céu de pássaros-do-sol-de-colarinho-duplo da África Oriental foram isoladas umas das outras por centenas de milhares, senão um milhão de anos, mas ainda parecem muito semelhantes. Embora quase indistinguíveis em plumagem, algumas dessas linhagens de pássaros alteraram muito suas canções, enquanto outras não – suas canções diferem pouco das canções de populações relacionadas que não encontram há milênios. Crédito: Vídeo de Roxanne Makasdjian e Alan Toth; áudio cortesia de Jay McEntee
Poucas mudanças geológicas

Bowie disse que a ideia de que o canto dos pássaros muda rapidamente provavelmente surgiu de estudos de pássaros do hemisfério norte, que encontraram mudanças nas condições ambientais repetidamente, com geleiras indo e vindo nas últimas dezenas de milhares de anos. Ambientes em mudança causam mudanças na plumagem, canto dos pássaros, comportamento de acasalamento e muito mais.

Mas os ambientes no topo das montanhas nos trópicos, particularmente na África Oriental – do Monte Quênia ao Monte Kilimanjaro, no sul da Tanzânia, passando pelo Malaui e Moçambique – viram poucas mudanças geológicas no mesmo período. Assim, os pássaros que os pesquisadores estudaram – linhagens dos pássaros-do-sol-de-colarinho-duplo oriental do gênero Cinnyris – não tiveram ímpeto para alterar sua plumagem colorida ou suas canções muitas vezes intrincadas.

“Para sinais sociais como música ou cores brilhantes de plumagem, para dar outro exemplo em pássaros, os biólogos evolucionários se concentraram muito em como os sinais parecem ser capazes de evoluir rapidamente e em direções bastante aleatórias”, disse o primeiro autor Jay McEntee, professor assistente de biologia na Universidade Estadual do Missouri. ”O resultado do nosso trabalho – que pode haver longos períodos sem muita mudança para a música aprendida – sugere que devemos perguntar quais forças podem restringir esses sinais sociais ao longo do tempo, além de perguntar quais forças causam mudanças.”

Os pássaros-do-sol de peito laranja são endêmicos dos arbustos, ou fynbos, do sudoeste da África do Sul. Crédito: Keith Barnes

Barreiras ao acasalamento

Segundo Bowie, os biólogos reconhecem dois tipos de barreiras ao acasalamento que tendem a gerar novas espécies de animais. As barreiras pré-acasalamento são sinais que impedem um indivíduo de acasalar com outro. Nos pássaros, isso pode ser porque ele não canta a música certa ou não parece o mesmo que o outro pássaro, mas se os dois acasalassem, eles poderiam produzir descendentes. As barreiras pós-acasalamento são incompatibilidades reprodutivas mecanicistas reais, de modo que não produzem descendentes, mesmo que acasalem.

“A música é considerada uma das barreiras de isolamento pré-acasalamento mais importantes, uma das principais maneiras pelas quais os pássaros se diferenciam”, disse ele. ”Que uma característica aprendida possa permanecer estática por centenas a milhares de anos é simplesmente notável, uma descoberta que reflete o quanto o estudo de campo de sistemas tropicais tem a oferecer à comunidade científica e ao observador curioso.”

McEntee, Bowie e seus colegas na África, Europa e Estados Unidos publicaram suas descobertas em novembro passado na revista Proceedings of the Royal Society B.

Pássaros-do-sol da ilha do céu

Os pássaros-do-sol são os mais diversos e estão entre os grupos de aves mais coloridos da África e da Ásia, preenchendo um nicho – bebendo néctar – ocupado por beija-flores nas Américas, embora não tenham relação com os beija-flores. Muitos têm bicos curvos que lhes permitem mergulhar profundamente em flores recurvadas. Bowie as chama de “pequenas joias que aparecem diante de você”.

Entre essas aves de grande porte estão as espécies que se isolaram no topo das altas montanhas, daí o termo “pássaros-do-sol da ilha do céu”. Bowie, um nativo da África do Sul, há muito tempo está intrigado com essas aves. Em sua tese de doutorado, ele mostrou que o que as pessoas pensavam ser duas espécies de pássaros-do-sol-de-colarinho-duplo-oriental distribuídos em vários cumes de montanhas na África Oriental eram na verdade pelo menos cinco espécies e talvez seis. Embora pareçam muito semelhantes, são profundamente divergentes geneticamente, sugerindo um longo período de isolamento em diferentes cumes de montanhas, onde agora são reconhecidos como espécies diferentes.

Ele começou a se perguntar, no entanto, se suas canções permaneceram tão inalteradas quanto sua plumagem. McEntee buscou essa questão como estudante de doutorado com Bowie, visitando 15 – quase todas – ilhas do céu na África Oriental entre 2007 e 2011 e gravando canções de 123 pássaros individuais de seis linhagens diferentes de pássaros-do-sol-de-colarinho-duplo-oriental. As populações das ilhas do céu dessas aves solares são ideais para explorar a evolução do canto, já que as populações isoladas permitiram a comparação dentro de espécies individuais, entre duas espécies intimamente relacionadas e entre todas as cinco espécies, disse ele.

Semelhanças surpreendentes

Os pesquisadores desenvolveram uma técnica estatística para distinguir entre mudanças graduais e rajadas de mudanças rápidas em uma característica como o canto dos pássaros e descobriram que as diferenças de canto não pareciam correlacionadas com o tempo de separação das populações individuais, conforme estimado a partir de diferenças genéticas em seu DNA. Duas populações de espécies separadas há muito tempo tinham cantos quase idênticos, enquanto duas outras espécies de aparência semelhante que haviam sido separadas por menos tempo tinham cantos amplamente divergentes.

“O que mais me surpreendeu ao realizar esta pesquisa foi o quão semelhantes eram essas canções aprendidas de populações isoladas, dentro das espécies, e quão óbvias eram as diferenças de canções onde elas ocorrem”, disse McEntee. ”A primeira vez que (o coautor da Tanzânia) Maneno Mbilinyi e eu estávamos fazendo uma gravação de som de Cinnyris fuelleborni, o que chamamos de pássaro-do-sol de Fuelleborn, pensamos que deveria haver um pássaro diferente por perto que estava cantando simultaneamente, porque a música que estávamos ouvindo não fazia sentido para nós. Estávamos olhando diretamente para o pássaro cantante, observando-o mover o bico, e não podíamos acreditar o quão diferente o canto era do pássaro-do-sol de Moreau, Cinnyris moreaui, de aparência realmente semelhante, que tínhamos acabado de gravar em uma parte diferente dos Montes Udzungwa.”

Sonogramas (à direita) de chamadas representativas das seis linhagens de pássaros-sol de colar duplo oriental. Essas linhagens são mostradas (à esquerda) com sua árvore genealógica, o que indica uma grande divergência na música há mais de 2,7 milhões de anos. Apesar de parecerem quase idênticas, essas linhagens representam cinco e talvez seis espécies distintas. Crédito: Universidade da Califórnia, Berkeley

Evolução em pulsos

Por outro lado, as canções de Cinnyris fuelleborni das populações de Ikokoto, na Tanzânia, e Namuli, em Moçambique, são quase idênticas, apesar de estarem separadas por centenas de quilômetros e centenas de milhares de anos.

Com base nesse estudo, os biólogos argumentam que características como canto aprendido e plumagem não derivam inevitavelmente em populações isoladas, mas evoluem em pulsos, pontuados por longos períodos, talvez centenas de milhares de anos, de pouca mudança.

“Estamos mostrando, usando uma configuração muito boa, onde podemos observar a evolução da música usando populações naturalmente isoladas, que você não vê essa mudança gradual através da deriva cultural ou genética”, disse Bowie. ”Você vê essas explosões agudas de mudança em uma característica como o canto de um pássaro e muitas e muitas evidências de estase, mesmo quando essa característica deveria ser muito plástica. Para mim, esse foi um resultado realmente fascinante.”

Os pesquisadores continuam suas pesquisas na África Oriental para determinar o que leva alguns pássaros a alterar suas canções, mas não outros.

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