Künstliche Intelligenz offenbart die Komplexität einfachen Vogelgesangs

Hören Sie sich das Lied des männlichen Zebrafinken an:

Wissenschaftler glauben Die meisten männlichen Singvögel haben sich dazu entwickelt, verschiedene Lieder zu singen, um ihre Fitness zu demonstrieren. Nach dieser Theorie hätten fittere Singvögel mehr Zeit und Energie, um an ihrer Stimmtechnik zu arbeiten, und würden Weibchen mit ihrem vielfältigen Stimmrepertoire anlocken.

Neue Forschungen mit maschinellem Lernen zeigen, dass Vögel zwar bei einer Note bleiben, die Art und Weise, wie sie singen, jedoch einen großen Unterschied macht. Veröffentlicht am Mittwoch in der Zeitschrift NatureDie Studie enthüllte die Komplexität des Gesangs eines einzelnen Zebras und was weibliche Singvögel in Liedern hören könnten, die potenziellen Partnern „einfach“ erscheinen.

Wenn Forscher Vogelgeräusche analysieren, hören sie ihnen oft nicht zu, sondern schauen sich Spektrogramme an, bei denen es sich um Visualisierungen von Geräuschdateien handelt.

„Also habe ich Folgendes zusammengestellt: ‚Hey, was Menschen tun, ist, sich Bilder dieser Audiodateien anzusehen.‘“ „Können wir maschinelles Lernen und Deep Learning nutzen, um das zu tun?“

Allam nutzte in Zusammenarbeit mit Todd Roberts, einem außerordentlichen Professor am Southwestern Medical Center der University of Texas, und einem anderen Kollegen maschinelles Lernen, um Hunderttausende Zebrafinkengesänge zu analysieren, um herauszufinden, wie sie sich voneinander unterschieden und welche Unterschiede am attraktivsten waren zu weiblichen Singvögeln. .

Die Forscher fanden eine Kennzahl, die die Aufmerksamkeit von Frauen zu erregen scheint: die Häufigkeit von Silben in einem Lied. Frauen scheinen längere „Wege“ zwischen den Segmenten zu bevorzugen. Das ist etwas, was Menschen nicht leicht herausfinden können, indem sie Lieder hören oder sich Spektrogramme ansehen, aber basierend auf der Art und Weise, wie diese Algorithmen die Clips kartierten, konnten die Forscher es auf eine neue Art und Weise sehen.

Um ihre Hypothese zu testen, gaben die Forscher die Ergebnisse an Vögel weiter.

Sie generierten künstliche Vogelgesänge, um zu sehen, ob Weibchen solche mit einem längeren Weg bevorzugten, und das taten sie auch, was darauf hindeutet, dass die Zielgruppe der Vögel das gleiche Muster aufnahm wie die Computer der Forscher.

Hören Sie zu und sehen Sie, ob Sie den Unterschied zwischen dem künstlichen Gesang eines Finken und seinen Silben erkennen können:

Allam und seine Kollegen fanden außerdem heraus, dass kleinere Vögel im Vergleich zu kleineren Vögeln Schwierigkeiten beim Erlernen von Gesangsmustern über große Entfernungen haben, was darauf hindeutet, dass fittere Vögel diese besser erlernen können, so die Forscher.

Die verborgenen Geheimnisse des einfachen Vogelgesangs

Die Ergebnisse der Studie decken sich mit dem, was bei anderen Arten gezeigt wurde: Je komplexer oder schwieriger der Gesang, desto attraktiver ist er für weibliche Vögel.

„Viele Signale in der Tierkommunikation sollen ein ehrliches Signal für ein grundlegendes Merkmal sein“, sagte Kate Snyder, eine Forscherin bei Vanderbilt, die nicht an der neuen Arbeit beteiligt war.

Sie sagte zum Beispiel: Wenn man sich Pfauen anschaut, sieht man, dass männliche Vögel mit längeren, hübscheren Schwänzen besser darin sind, Partner anzulocken. Die Pflege eines solchen Schwanzes ist für einen Vogel teuer – daher muss er gut darin sein, Nahrung zu finden und in seiner Umgebung zu überleben, um die Zeit zu haben, sich der Schönheit seines Schwanzes zu widmen.

„Lernen braucht viel Zeit, Energie und Gehirnraum“, sagte Snyder. Nur die fittesten männlichen Vögel werden die Zeit und Energie haben, sich dem Erlernen des Singens zu widmen.

Bei den Spatzen war diese Aktion bisher schwer zu erkennen.

„Wir dachten, dieses Repertoire an einzelnen Liedern könnte ein einfaches Verhalten sein“, sagte Roberts. „Aber wir sehen, dass es komplexer sein könnte, als wir bisher angenommen haben.“