L'intelligence artificielle révèle la complexité d'un simple chant d'oiseau

Écoutez le chant du diamant mandarin mâle :

Les scientifiques croient La plupart des oiseaux chanteurs mâles ont évolué pour chanter une variété de chansons pour démontrer leur forme physique. Selon cette théorie, les oiseaux chanteurs en meilleure forme auraient plus de temps et d’énergie pour travailler sur leur technique vocale, attirant ainsi les femelles avec leur répertoire vocal diversifié.

De nouvelles recherches utilisant l’apprentissage automatique montrent que les oiseaux peuvent s’en tenir à une seule note, mais que la façon dont ils chantent fait une grande différence. Publié mercredi dans la revue NatureL'étude a révélé la complexité du chant d'un seul zèbre et ce que les oiseaux chanteurs femelles peuvent entendre dans des chants qui semblent « simples » aux partenaires potentiels.

Lorsque les chercheurs analysent les sons des oiseaux, ils ne les écoutent souvent pas, mais regardent plutôt des spectrogrammes, qui sont des visualisations de fichiers sonores.

« J'ai donc mis en place ceci : 'Hé, ce que font les humains, c'est regarder des images de ces fichiers audio.' » « Pouvons-nous utiliser l'apprentissage automatique et l'apprentissage profond pour faire cela ? »

Allam, en collaboration avec Todd Roberts, professeur agrégé au Southwestern Medical Center de l'Université du Texas, et un autre collègue, a utilisé l'apprentissage automatique pour analyser des centaines de milliers de chants de diamants mandarins afin de voir en quoi ils différaient les uns des autres et quelles différences étaient les plus attrayantes. aux oiseaux chanteurs femelles. .

Les chercheurs ont trouvé une mesure qui semble attirer l’attention des femmes : la prévalence des syllabes dans une chanson. Les femelles semblent préférer des « chemins » plus longs entre les segments. Ce n'est pas quelque chose que les humains peuvent facilement comprendre en écoutant des chansons ou en regardant des spectrogrammes, mais grâce à la façon dont ces algorithmes ont cartographié les clips, les chercheurs ont pu le voir d'une nouvelle manière.

Pour tester leur hypothèse, les chercheurs ont renvoyé les résultats aux oiseaux.

Ils ont généré des chants d'oiseaux artificiels pour voir si les femelles préféraient ceux dont le trajet était plus long, ce qu'ils ont fait, suggérant que le public cible des oiseaux a suivi le même schéma que les ordinateurs des chercheurs.

Écoutez et voyez si vous pouvez faire la différence entre le chant artificiel d'un pinson et ses syllabes :

Allam et ses collègues ont également découvert que les oiseaux plus petits ont des difficultés à apprendre les chants sur de longues distances par rapport aux oiseaux plus petits, ce qui suggère que les oiseaux en meilleure forme seront mieux à même de les apprendre, ont indiqué les chercheurs.

Les secrets cachés du simple chant des oiseaux

Les résultats de l'étude sont cohérents avec ce qui a été démontré chez d'autres espèces : plus le chant est complexe ou difficile, plus il est attrayant pour les oiseaux femelles.

« De nombreux signaux dans la communication animale sont censés être un signal honnête d'un trait de base », a déclaré Kate Snyder, chercheuse à Vanderbilt qui n'a pas participé au nouvel article.

Par exemple, dit-elle, si vous regardez les paons, vous voyez que les oiseaux mâles avec une queue plus longue et plus jolie attirent mieux les partenaires. Entretenir une queue comme celle-ci coûte cher pour un oiseau – il doit donc être doué pour trouver de la nourriture et survivre dans son environnement pour avoir le temps à consacrer à entretenir sa belle queue.

« Apprendre prend beaucoup de temps, d'énergie et d'espace cérébral », a déclaré Snyder. Seuls les oiseaux mâles les plus en forme auront le temps et l’énergie à consacrer à l’apprentissage du chant.

Chez les moineaux, cette action était difficile à repérer – jusqu’à présent.

« Nous avons pensé que ce répertoire de chansons uniques pourrait être un comportement simple », a déclaré Roberts. « Mais ce que nous constatons, c'est que cela pourrait être plus complexe que ce que nous pensions auparavant. »