Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Paarbindung festigt sich im Gehirn

24.10.2014

Zebrafinken nutzen ihr spezialisiertes Gesangssystem für einfache Kommunikation

Singvögel besitzen neben ihrem Gesang ein umfangreiches Repertoire an Rufen. Während der artspezifische Gesang als Jungvogel erlernt werden muss, sind die meisten Rufe wie bei allen anderen Vögeln angeboren. Forscher vom Max-Planck-Institut in Seewiesen haben nun an Zebrafinken entdeckt, dass auch bei Kommunikationsrufen ein sonst für den Gesang wichtiges Gehirnareal aktiv wird. Diese Beziehung zwischen ungelernten Rufen und einem für gelernte Lautäußerungen zuständigen Hirnareal ist wichtig für das Verständnis der Evolution des Gesangslernens bei Singvögeln.


Der Gesang der Zebrafinken hat sich offenbar aus einem einfachen System für angeborene Rufe entwickelt.

© MPI f. Ornithologie/ S. Seltmann


Mit 0,6 Gramm schweren Mikrofonsendern nehmen die Forscher die Gesänge der Vögel auf.

© MPI f. Ornithologie/ Trost

Annähernd die Hälfte aller Vogelarten sind Singvögel. Nur sie haben die Fähigkeit, komplizierte Lautmuster zu erlernen, die wir allgemein als Gesang bezeichnen. Zahlreiche Studien belegen, dass die Gesänge der Singvögel hauptsächlich der Partnerwahl und der Verteidigung eines Territoriums dienen. In den gemäßigten Breiten der Nordhalbkugel singt meist nur das Männchen.

Rufe hingegen gibt es bei allen Vögeln und stets bei beiden Geschlechtern - auch bei Arten wie dem Zebrafinken, bei denen das Weibchen niemals singt. Die Rufe müssen bis auf wenige Ausnahmen nicht gelernt werden und dienen der Kommunikation.

Meist sind sie mit einem bestimmten Zweck verbunden, wie es bei Warnrufen und Kontaktrufen der Fall ist. Für Neurobiologen ist der Gesang der Singvögel interessant, da er von einem Netzwerk aus Neuronenkernen im Vorderhirn gesteuert wird. An diesem Netzwerk können Neurowissenschaftler allgemeingültige Gesetzmäßigkeiten erforschen, wie das Gehirn Verhalten steuert.

Diese Zusammenhänge hat nun ein Team von Forschern aus dem Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen mittels speziell entwickelter Aufnahmemethoden der Gesangs- und Gehirnaktivität gefunden. Die Forscher befestigten ultraleichte, selbstgebaute Mikrofonsender wie Rucksäckchen mit Gummibändern auf dem Rücken verpaarter Zebrafinkenweibchen und -männchen. Bei den Männchen wurde ein Aufnahmesystem zum Messen der Gehirnaktivität aufgesetzt, das per Funk Daten überträgt.

Dank dieser telemetrischen Miniaturtechnik konnten sich die Tiere in Gruppen in großen Volieren frei bewegen, so dass die Wissenschaftler das komplette Verhaltensrepertoire der Tiere kontinuierlich aufzuzeichnen konnten. Dabei konzentrierten sich die Forscher auf sogenannte “Stack”-Rufe. Es zeigte sich, dass sie hauptsächlich innerhalb gefestigter Paarbindungen den Zusammenhalt von Männchen und Weibchen fördern. “Der ständige Kontakt zum Partner ist wichtig, da die Zebrafinken in großen sozialen Gruppen leben“, sagt Lisa Trost, Mitautorin der Studie.

Erstaunlicherweise wird nicht jeder der Paarbindungsrufe auch beantwortet, was die Forscher zunächst vor ein Problem bei der Analyse stellte. Sie legten fest, dass ein Ruf des Partners nur dann als Antwort gilt, wenn er innerhalb von zwei Sekunden erfolgt. “So konnten wir eine Matrix erstellen, die klar zeigte, dass fast ausnahmslos die beiden Paarpartner miteinander die Rufe austauschen, was die wichtige soziale Komponente dieses “Stack“-Rufes unterstreicht“, sagt Andries Ter Maat, Erstautor der Studie.

Als die Forscher nun die Aktivität eines für die Gesangsproduktion wichtigen Hirnareals analysierten – des sogenannten RA-Kerns -, fanden sie eine klare Übereinstimmung zwischen dessen Aktivitätsmuster und dem Auftreten des “Stack“-Rufes. “Dieser Zusammenhang zwischen einem angeborenen Ruf und der Aktivität eines für erlernte Lautäußerungen wichtigen Gehirnareals lässt vermuten, dass sich während der Evolution der Singvögel die Rolle der Gesangsareale im Gehirn von einem einfachen Vokalisationssystem für angeborene Rufe hin zu einem spezialisiertem neuronalen Netzwerk für gelernte Gesänge geändert hat“, schlussfolgert Manfred Gahr, Koordinator der Studie.

Ansprechpartner 

Lisa Trost

Max-Planck-Institut für Ornithologie, Seewiesen
Telefon:+49 8157 932-280
 

Dr. Andries Ter Maat

Max-Planck-Institut für Ornithologie, Seewiesen
Telefon:+49 8157 932-274
 

Sabine Spehn/ Dr. Stefan Leitner

Max-Planck-Institut für Ornithologie, Seewiesen
Telefon:+49 8157 932-421

Originalpublikation

 
Andries Ter Maat, Lisa Trost, Hannes Sagunsky, Susanne Seltmann, Manfred Gahr
Zebra finch mates use their forebrain song system in unlearned call communication

Lisa Trost | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/8716905/gesangslernen_singvoegel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geckos kommunizieren überraschend flexibel
29.05.2017 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Bauchspeicheldrüsenkrebs: Forschungsgruppe erprobt erfolgreich neue Diagnose- und Therapieansätze
29.05.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise