Quando gli uccelli e gli esseri umani cantano, i suoni che ne derivano sono completamente diversi, ma ora una nuova ricerca riportata sulla rivista Nature Communications dimostra che sono in gioco gli stessi meccanismi fisici quando un uccello canta e un essere umano parla.


Uccelli ed esseri umani hanno un aspetto diverso, emettono suoni diversi e hanno sviluppato organi completamente diversi per la produzione della voce. Ma adesso una nuova ricerca pubblicata su Nature Communications rivela che gli esseri umani e gli uccelli utilizzano lo stesso esatto meccanismo fisico per muovere le corde vocali e, di conseguenza, produrre i suoni.

“La scienza era a conoscenza da oltre 60 anni che questo meccanismo – chiamato teoria
mioelastica-aerodinamica (in inglese MEAD) – guida il canto e il linguaggio negli umani. Adesso abbiamo dimostrato che gli uccelli utilizzano lo stesso identico sistema per emettere vocalizzazioni. Il MEAD potrebbe anche rivelarsi un meccanismo diffuso in tutti i vertebrati terrestri”, dice l’autore della trattato, il professore associato Dr. Coen Elemans, appartenente Dipartimento di Biologia della University of Southern Denmark.




Nel corso dell’ultimo anno il dottor Elemans e suoi colleghi hanno studiato sei diverse specie di uccelli provenienti da cinque gruppi aviari. La specie più piccola, il diamante mandarino, pesa solo 15 grammi, e il più grande, lo struzzo, pesa 200 kg.

È stato appurato che tutti gli uccelli studiati usano il meccanismo MEAD, proprio come gli esseri umani.

Nella laringe umana, l’aria viene spinta dai polmoni fino a oltre le corde vocali, che iniziano poi a muoversi avanti e indietro lateralmente, come una bandiera che svolazza al vento. Con ogni oscillazione la laringe si apre e si chiude arrestando e facendo ripartire il flusso d’aria, creando così gli impulsi sonori.

“Tali oscillazioni delle corde vocali si verificano con una frequenza di circa 100 volte al secondo durante un discorso normale, mentre arriva fino a circa 1400 volte al secondo durante l’emissione di una delle note più alte raggiungibili, mentre si canta un’opera lirica. L’esperto di voce Dr. Jan Švec della Palacky University in Repubblica Ceca, pone l’esempio della nota F6, cantata nel “Flauto Magico” di Mozart.

Un secondo di un normale discorso o canto fatto con voce umana, è costituito quindi da centinaia a migliaia di oscillazioni delle corde vocali. Durante ciascuno dei cicli di oscillazioni, un’onda viaggia sulle corde vocali dai polmoni alla bocca, questa onda ha lo scopo di far proseguire le oscillazioni. La teoria MEAD descrive questi processi in termini fisici.

“Già dal 1646 si sapeva che gli uccelli non emettono suoni con la loro laringe”, commenta Elemans, “fino a quando M. Du Verney notò sorprendentemente che un pollo decapitato potrebbe ancora emettere suoni.”

Gli uccelli producono suoni utilizzando un organo unico ad essi, chiamato siringe. Questo organo si trova in profondità nel corpo ed è quindi molto difficile da studiare.

Questo è un video ad alta velocità della siringe di un piccione domestico durante la produzione del suono. La prima parte del video viene ripreso in condizioni di illuminazione diretta, seguita da trans-illuminazione che rivela chiaramente i contorni interni della massa vibratoria laterale (LVM) in movimento. Registrato a 4000 fotogrammi per secondo e rallentato 133 volte. I contorni interni della LVM estratti sono stati sovrapposti sulle singole immagini.
Crediti: Coen Elemans/SDU

“Finalmente ora siamo riusciti a filmare nel dettaglio la produzione del suono da parte degli uccelli, dal diamante mandarino agli struzzi, utilizzando telecamere ad alta velocità. Possiamo mostrare così per la prima volta che anche gli uccelli producono suoni in base alla teoria MEAD”, dice Elemans.

Švec: “Per me è stato molto sorprendente e affascinante scoprire che organi vocali così differenti rendono producono i suoni nello stesso modo.”

Secondo Elemans la nuova scoperta non solo getta nuova luce sul sofisticato talento vocale degli uccelli canori, ma è anche interessante e utile in quanto può essere associata alla conoscenza di un altro interessante meccanismo vocale condiviso da alcuni uccelli ed esseri umani, cioè il meccanismo neurale alla base dell’apprendimento vocale. Sia gli uccelli canori che gli esseri umani non nascono con la capacità di parlare o cantare, ma devono imparare il loro linguaggio ascoltando gli altri, un processo chiamato apprendimento dell’imitazione vocale o semplicemente apprendimento vocale.

“Gli uccelli canori sono un ottimo modello per studiare la voce umana e le sue malattie neurologiche. Quindi speriamo di poter utilizzare le nostre conoscenze sulla produzione vocale di questi uccelli nella ricerca sulla produzione vocale umana”, dice Elemans.


Fonte: University of Southern Denmark