Das Fachforum der Vogelzucht

Jürgen · Mitglied Beiträge: 693 Ort: Rodalben/Pfalz

Hallo,

für alle die das Buch von Harald Fuchs (Zum singen geboren) gelesen haben, hier nun weitere Erkentnisse aus dem Bereich Gesangsforschung. Ich hab mich letztens mit Dr.Weichel der bei den Arbeiten von Fuchs an der Uni in Kaiserslautern beteiligt war unterhalten. Interessant ist, wie sich der Gesang beim Kanarienvogel nach Hormongaben oder bei Kastration ändert. Auf dem Gebiet der Gesangsforschung können wir in den nächsten Jahren gerade aus KL noch einiges erwarten!

Geschwätzige Zebrafinken

Mutationen im so genannten FOXP2 Gen führen bei Menschen zu einem spezifischen Sprachproblem, insbesondere bei der Artikulation und dem Sprachverständnis. Offensichtlich besitzt dieses Gen eine zentrale Funktion bei der Entwicklung der Sprachfähigkeit. Neurobiologen konnten nun zeigen, dass auch beim Gesangslernen von Vögeln FoxP2 eine Schlüsselrolle spielt. Die Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin und von der Duke University, USA, entdeckten eine nahezu identische Version dieses Gens und konnten anschließend das entsprechende Protein in genau jenen Hirnregionen nachweisen, die maßgeblich am Gesangslernen beteiligt sind.
Bereits 2002 hatte eine Arbeitsgruppe um Svante Päaboo vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig die DNA-Sequenz des intakten FOXP2 Gens beim Menschen verglichen mit der Sequenz von Menschenaffen sowie Mäusen. Dabei fanden die Wissenschaftler heraus, dass das menschliche FOXP2 Gen eine ganz spezifische Sequenzvariation aufweist, die sie bei den anderen Spezies nicht nachweisen konnten. Diese geringfügige Änderung könnte im Zuge der Evolution eine ganze Kette von weiteren Änderungen nach sich gezogen haben; denn das FOXP2-Gen stellt die Bauanleitung für einen Transkriptionsfaktor bereit - ein Protein, dass die Aktivität zahlreicher anderer Gene steuert. Die Leipziger fanden Hinweise dafür, dass die menschliche Form von FOXP2 für seinen Träger vorteilhaft gewesen sein muss und daher vermutlich maßgeblich mit der Entwicklung der menschlichen Sprache verknüpft ist.

Im Gegensatz zu Mäusen und Menschenaffen lernen zahlreiche Vogelarten ihre Gesangsmuster ähnlich wie Menschen das Sprechen. Constance Scharff, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, wollte daher herausfinden, ob die beim Menschen gefundene Sequenzvariation in FOXP2 auch bei Gesang lernenden Vögeln existiert. Zusammen mit Sebastian Haesler sowie den Kollegen von der amerikanischen Duke-Universität, Erich Jarvis und Kazuhiro Wada, verglichen sie die Expression von FoxP2 im Gehirn Gesang lernender Vögel, wie Zebrafinken, Kanarienvögeln, Sittichen, Spatzen, Meisen und Kolibris sowie nicht Gesang lernender Vögel, wie zum Beispiel Ringeltauben. Darüber hinaus studierten die Forscher das Gen bei den nächsten Verwandten der Vögel, den Krokodilen.

Zunächst einmal interessierten sie sich dafür, wann und wo das Gen im Vogelhirn exprimiert wurde: Waren es Regionen, die für die Gesangsproduktion verantwortlich sind oder für das Gesangslernen, und wurde das Gen in erster Linie während der Lern- oder Produktionsphase exprimiert? Darüber hinaus analysierten die Forscher die Struktur des Singvogel-Gens und verglichen sie mit der menschlichen Form von FOXP2. Dabei kamen sie zu dem Ergebnis, dass das FoxP2-Gen beim Zebrafinken dem des Menschen sehr ähnelt, allerdings nicht die beim Menschen gefundenen charakteristischen Sequenzvariationen aufweist.

"Offensichtlich ist diese Veränderung nicht zwingend erforderlich für das Gesangslernen, zumindest nicht bei Vögeln", erklärt Constance Scharff, "oder es gibt eine andere Variation im Singvogel-Gen, die dazu geführt hat, dass diese Fähigkeit entwickelt wurde." In Zusammenarbeit mit den Leipziger Max-Planck-Wissenschaftlern will Scharff daher herausfinden, ob ein Sequenzvergleich zwischen dem FoxP2-Gen von Gesang lernenden und nicht lernenden Arten Unterschiede zu Tage fördert, analog zu denen zwischen Mensch und Schimpanse.

Ganz sicher sind sich die Forscher bei der Identifizierung der relevanten Hirnregionen - FOXP2 wird tatsächlich bei Vögeln wie bei Säugetieren, einschließlich dem Menschen, in den Basalganglien exprimiert, und zwar zu einem Zeitpunkt, wenn die Vögel Gesangsmuster erlernen. Im Fall von Zebrafinken ist das während der frühen Entwicklung, bei Kanarienvögel dagegen saisonal. "Wir konnten feststellen, das der FoxP2 Level in einem Basalganglien-Kern, der für das Gesangslernen spezialisiert ist, genau zu jenem Zeitpunkt anstieg, wenn die Vögel ihren Gesang änderten", erklärt Scharff. "Vergleichbare Änderungen konnten wir bei den nicht Gesang lernenden Arten nicht nachweisen."

Auf der Basis dieser Befunde erhoffen sich die Forscher nun weitere Erkenntnisse über den Beitrag der Gene zur Architektur und Funktion jener Schaltkreise im Gehirn, die den Vogelgesang steuern. Die Entdeckung von FoxP2 bei Vögeln stellt lediglich einen Anfang dar, noch ist nicht direkt gezeigt, warnt Scharff, dass das Gen notwendig ist für das Gesangslernen. Versuche, FoxP2 gentechnisch zu verändern und die möglichen Auswirkungen auf den Vogelgesang zu studieren, stehen daher ganz oben auf ihrem Arbeitsprogramm.

Gruß

Jürgen

Jürgen · Mitglied Beiträge: 693 Ort: Rodalben/Pfalz

Hallo ich nochmal,

Interessant oder? Nochmal zu meinem Gespräch mit Dr.Weichel. Nach den Hormongaben an die Kanarien verbinden sich in bestimmten Regionen des Gehirns Zellen. Wenn der Vogel nun aber kastriert wird, findet eine Verbindung dieser Zellen nicht mehr statt. Im Gegenteil, die "Verbindungsstücker" der Zellen bilden sich zurück und zwar vollständig. Interessant ist jetzt weiterhin dass diese Zurückbildung auch phasenbezogen stattfindet, allerdings dann nicht vollständig. Die ganze Sache unterliegt dem Jahreszeitlichen Zyklus des Kanarienvogels. Es ist weiterhin sehr interessant das diese Verbindungen zum Beispiel bei einem Grünfink-Kanarienvogelmischling im Vergleich zu einem Kanarienvogel oder einem Mischling mit der Gattung Serinus sich in der "Festigkeit" unterscheidet.
Was für mich die ganze Sache auch so ungemein spannend macht ist die Tatsache, dass (wenn man sich mal das "Uralte" Lehrbuch von Tretter durchliest) Gesangskanarienzüchter schon vor hundert Jahren ihre Vögel genau richtig behandelten. Das heist sie entfernten Vögel welche Fehler hatten vom Rest der Vögel die gerade "studierten", gaben Vorsänger zu und zwar zum richtigen Zeitpunkt und schafften es unter anderem durch die Fütterung und das Licht den Hormonhaushalt der Vögel zu steuern.
Seit einiger Zeit sehe ich Gesangskanarien in einem ganz neuen Licht

Gruß

Jürgen

Jürgen · Mitglied Beiträge: 693 Ort: Rodalben/Pfalz

Hallo!

Wieder interessante Neuigkeiten aus dem Bereich "Gesangsforschung".

Hirnforscher des Massachusetts Institute of Technology haben herausgefunden, wie Jungvögel die Gesänge ihrer Eltern nachahmen und so aus einfachen Lauten die bestimmten Melodien erlernen. Dazu sind bestimmte Gehirnregionen der Vögel, im untersuchten Fall Zebrafinken, erforderlich, berichten die Forscher im Fachmagazin Public Library of Science Biology.

"Für das Erlernen eines Vogelgesangs sind verschiedene Hirnregionen notwendig", so Michaele Fee vom MITs McGovern Institute. Dazu zählen ein motorisches Zentrum zum Singen bzw. zum Erzeugen der Laute sowie ein Zentrum, in dem das Erlernen des jeweiligen Gesangs erfolgt. Dieses nennt sich AFP (vorderer Vorderhirn-Pfad) und sorgt dafür, die Information ans motorische Zentrum zu leiten. Forscher hatten zuvor berichtet, dass eine Störung des AFP bei Jungvögeln dazu führte, dass das Erlernen von den Gesängen praktisch unterbrochen wurde. Die Vögel sangen zwar, entwickelten allerdings niemals die gleichen Fähigkeiten wie etwa ihre Eltern. Die MIT-Forscher kamen zum Ergebnis, dass diese Hirnregionen tatsächlich zum Erlernen der Gesänge notwendig sind, denn ausgewachsene Finken, bei denen die Region ausgeschaltet wurde, konnten normal weiter singen.

Daraus zogen die Forscher den Schluss, dass das AFP sozusagen das Kreativitätszentrum des Vogels darstellt. Dabei werden verschiedene Sequenzen und Töne ausprobiert und es ist essenziell zum Erlernen der Tonfolgen. "Die AFP-Neuronen wirken praktisch wie ein Kick im motorischen Pfad und ermutigen den Vogel zum Ausprobieren neuer Gesänge", so Fee.

Für die Forscher ist die Erkenntnis auch für den humanmedizinischen Bereich von großer Wichtigkeit. Dadurch sollen nämlich auch Vorgänge wie das Brabbeln der Babys und die Entwicklung der Sprache daraus abgeleitet werden. Gemeinsam mit Forschern der University of Southern California haben die Experten festgestellt, dass Hirnregionen des basalen Ganglien-Zirkels, der bisher nur relativ ungenau erforscht war, eine wesentliche Rolle für das Erlernen von Sprache beim Menschen spielen. Die Untersuchungen könnten auch zum besseren Verständnis von motorischen Erkrankungen wie etwa Parkinson führen.

Gruß

Jürgen

Jürgen · Mitglied Beiträge: 693 Ort: Rodalben/Pfalz

Hi,
noch ein Bericht über Untersuchungen, diesmal von der Universität New York!

Kanarienvögel können in ihrer Kindheit jede Melodie erlernen - auch wenn die Töne nicht dem Gesang erwachsener Artgenossen ähneln. Doch sie wissen auch, wann es ernst wird. Sobald sie Weibchen anlocken wollen, halten sie sich von allein an die Regel.

Manch erwachsener Kanarienvogel wäre wohl entgeistert davon geflattert. Der Gesang dieser jungen Artgenossen verstieß gegen jede Regel. Statt die Töne immer nach dem Muster AAAAA BBBBB CCCCC zu wiederholen, zwitscherten sie munter Melodien wie ABCDE - teilweise sogar mit abfallenden Tonfolgen. Ein unerhörtes Vorgehen unter Kanarienvögeln.

Gelernt hatten die kleinen Vögel den Gesang vom Menschen. Amerikanische Forscher hatten die 16 Kanarienmännchen bereits als frisch geschlüpfte Küken in schalldichte Käfige eingesperrt und ihnen ab dem 25. Lebenstag ein Jahr lang für Kanarienvögel völlig unübliche, computergenerierte Melodien vorgespielt. Wie die Ornithologen um Timothy Gardner von der Rockefeller University in New York im Fachblatt "Science" berichten, ahmten die jungen Vögel die Melodien ebenso exakt nach, wie sie normalerweise den Gesang älterer Artgenossen kopieren.

Dabei gehören sie nicht zu den Singvögeln, die wie Kolkraben oder Amseln normalerweise virtuos Geräusche ihrer Umwelt imitieren und mit den neuen Gesängen auf Brautschau gehen. Im Gegenteil: Kanarienweibchen würden jeden links liegen lassen, der sich nicht an die Sangesregeln hält.

Noch mehr beeindruckte die Forscher, dass die "schräg" zwitschernden Vögel ihren Gesang selbstständig änderten, sobald sie geschlechtsreif wurden. Ohne jemals einen erwachsenen Artgenossen gehört zu haben, wussten sie mit steigendem Testosteronspiegel instinktiv, welche die richtige Melodie ist, um Weibchen zu beeindrucken. Fortan beachteten sie alle Regeln und sangen fast nur noch nach Kanarienart. Nur noch selten schlich sich eine kleine Melodie aus ihrer Kindheit ein.

Diese Flexibilität erstaunte die Forscher. Sie hatten erwartet, dass sich junge Kanarienvögel nur bestimmte Lieder merken und sie imitieren würden. So hatte man sich bislang erklärt, dass auch Kanarienvögel, die in Gefangenschaft lebten, die Melodien ihrer Artgenossen sangen. Die Umprogrammierung von völlig fremden Liedern auf die regelkonformen Lieder der Kanarienvögel jedoch entspricht der Leistung des Menschen, eine fremde Sprache zu lernen. Dass Kanarienvögel zu solch komplexen Lernvorgängen in der Lage sind, war bisher nicht bekannt.

Gruß

Jürgen