Mavi gökyüzü beyaz, pofuduk bulutlarla kaplı… Güneş dokunduğu yeri ısıtıyor. Ağaçlar ilkbahara hazırlanmış, çiçekleri burnunda. Doğanın içinde temiz havayla ciğerlerinizi doldururken kuşların cıvıltıları geliyor dört bir yandan. Heyecanlı uçuşları, şen çığlıkları… Peki kuşlar bu güzel ezgileri nasıl öğreniyorlar?

Kuşların tarihte pek çok kişiye farklı alanlardan ilham verdiğine rastlamışsınızdır. Uçma becerileri, tür içindeki davranışları, fizyolojik özellikleriyle diğer canlı gruplarından hemen ayrılırlar. Bu yazıda, kuşlardaki ötüş becerisinin gelişimini açıklanırken; kuşların evrimsel süreci, beyin yapıları ve davranışlarını genel hatlarıyla ele alacağız ve insan türüne dair bağlantıları da keşfedeceğiz.

Kuşların insanlarla ilişkisi eski tarihlere dayanır. Ölümsüzlüğü, asaleti ve gücü temsil eden anlatılar nesiller boyu aktarılmıştır. Hayatın birçok yerinde ilham kaynağı olmuştur. Bu ilhamın örnekleri, özellikle ötüşleriyle müzikte sıkça karşımıza çıkar. Şimdi öncellikle sizi minik bir kuşla tanıştırmak istiyorum: Kızıl kiraz kuşu (Emberiza hortulana)!

Beethoven 5. Senfonisi’nde, Türkiye dahil, Avrupa’nın tamamından Asya’nın batı bölgelerine kadar yayılış gösteren kiraz kuşunun (Emberiza hortulana) ötüşünden bir benzerlik yakalamıştır[1, 2]. Aşağıda bu benzerliği dinleyebilirsiniz:

Emrah Çoraman | Twitter

Klasik müzikte flütün bülbülden, obuanın bıldırcından, klarnetin gugukkuşlarından ilham aldığı söylenir[1]. Bu melodik cıvıltılar müziğe ilham olurken bilim tarafında kuşların ötüş becerisini nasıl kazandıklarına dair araştırmalar oldukça fazladır.

Kuşların Canlılar Alemindeki Yerine Kısa bir Bakış ve Passeriformes

Canlı çeşitliliği arasında kuşlar kalabalık bir aileye sahiptir. Omurgalı canlıların Aves sınıfını oluştururlar. 10.400’den fazla türle, yaklaşık 150 milyon yıldan beri Dünya’da yaşamlarını sürdürmektedirler. Yaşayan kuşlar anlamına gelen Neornithes, iki gruba ayrılır: Devekuşu gibi uçamayan ama hızlı koşabilen kuşların üyesi olduğu Paleognathae ve diğer uçabilen kuşları içeren Neognathae grupları. Neognathae içinde, ötücü kuşlardan (Passeriformes) penguenlere (Sphenisciformes) kadar 40 takım bulunur[3]. Bu yazıda konu edindiğimiz takım, özellikle Passeriformes yani ötücü kuşlardır.

Passeriformes, Oscineler ve alt-Oscine’ler olarak iki alt takımdan oluşur. Ötüş becerisi olarak Oscine’ler daha gelişmiştir. Serçeleri, kırlangıçları, sığırcıkları, kanaryaları, kargaları, ardıç ve kiraz kuşlarını ve daha nicesini içeren ötücü kuşlar, en kalabalık kuş takımlarından biridir. 10 binden fazla canlı kuş türünün yaklaşık yarısı bu takımın üyelerindendir[4]. Genel olarak kuşların önemli özelliklerinden biri sosyallikleridir. Evrimsel sürece bakıldığında yavru bakımı, popülasyon içindeki iletişimleri, öğrenme ve öğretme becerileri oldukça gelişmiştir. Ötücü kuşlar takımının ötüşleri de tehlike, yemek, çiftleşme, sosyalleşme davranışları için iletişim kurmak üzere karmaşık bir yapıya sahiptir. Bu becerileri daha iyi anlamamız için ilk bakılması gereken yer beyin yapılarıdır.

Kuşların Beyin Yapısı

Evrimsel kökenleri 150 milyon yıl öncesine dayanan kuşların beyin yapıları hakkındaki araştırmaların geçmişi yeni sayılabilir. Modern kuşların nöral bağlantıları, gen ekspresyonları, kladistik analizleri son 100 yılın günümüze yakın 35 senelik döneminde çalışılmaya başlanmıştır[5]. Kuş beyinleriyle yapılan çalışmalar hem o canlılara özgü işlevleri anlamayı hem de insan beyni ile benzerliklerin ortaya çıkmasına olanak sağlıyor.

Evrimsel süreçte uçan sürüngenler olarak kabul edilen kuşların, sürüngenlere göre ara beyni (diensefalon) ve serebrumu (telensefalon) daha gelişmiştir. Ön beyin büyüklüğü ise kuş türüne göre değişir. Kuşlar, memelilerinkine benzer şekilde beyin / vücut oranına sahiptir. Modern araştırma yöntemleriyle kuş ve memeli beynindeki benzerlikler, sürüngenlere göre daha fazla çıktığı için bu iki sınıf daha sık karşılaştırılır[5].

Bir kuşun omuriliğinin boyunla bağlantılı kısmı (servikal bölge) kanat kaslarını kontrol etmek için gereken akson sayısı fazlalığından dolayı sürüngenlere göre oldukça geniştir. Yine sürüngenlerle karşılaştırıldığında lumbar kısım, bacakları kontrol ettiğinden geniş bir yapıdadır. Omurganın uzayan kısmında ise kanat ve uzuv hareketi kontrolünün gerekli olmamasından kaynaklanan internöron azlığı, bu kısmın ince bir yapıda olmasına neden olur[6]. Omurilikteki bu yapısal özellikler, kuşların memelilerle olan benzerliğine de bir işarettir.

Kuşların sinir sistemi, merkezi ve periferik sinir sistemlerini içerir. Çevreden gelen bilgileri analiz eden, hafıza ve öğrenme becerilerini içeren, iskelet kasları ve iç organlarını koordine eden karmaşık bir sinir sistemine sahiptir.

Ötücü kuşlar ile insan beyninin fizyolojik karşılaştırması [g.4]

Beyin kısımlarını genel dört başlıkta inceleyebiliriz[6]:

  • Medulla, beyin sapının bir parçası olarak kalp atışını, solunumu ve kan basıncını kontrol eden nöronların olduğu kısımdır.
  • Optik lob, orta beynin bir parçasıdır. Diğer omurgalılara göre daha büyüktür. Çünkü kuşlar için görme duyusu önemli bir özelliktir.
  • Beyincik, kuşlarda önemli bi göreve sahiptir. İskelet kasını kontrol ederek uçuş sırasındaki koordinasyonu sağlar.
  • Serebrum, serebral hemisferin yanında koku alma lobunu da içerir. Küçük bir lobtur. Küçük olması koku alma duyusunun gelişmemiş olmasına işaret etse de iyi koku alabilen kuşlar da vardır.

Genel hatlarıyla saydığımız yapıları barından kuş beyni karmaşık bir organizasyona sahiptir. Kuşların beyinleriyle yapılan çalışmalar arasında dikkat çekici bir yere sahip olan “Avian brains and a new understanding of vertebrate brain evolution” başlıklı makale, beyin yapısını anlamaya yönelik evrimsel bir perspektif tutuyor. Makalede, kuşların bilişsel yeteneklerinin memelilere benzer olduğunu ortaya çıkarabilmek için beyin yapıları yeniden incelenip adlandırıldı. 100 yıllık terminoloji yeniden gözden geçirildi. Kuş beyinlerinin daha ilkel bir yapıya sahip olması fikri bu çalışmanın ardından değişmiş oldu.

Solda kuş beyni, sağda insan beyni. Renkler birbiriyle benzer yapılar gösteren kısımlara uyumlu olarak boyanmış. [g.5]

Eski anlayış, kuşların beyin yapılarının çoğunun bazal gangliondan oluştuğu ve sadece içgüdüsel davranışlarla hareket ettiği yönündeydi. Yapılan araştırma sonucu duyusal işleme, motor kontrol, öğrenme ve hafıza gibi gelişime açık beyin kısımlarının da olduğu ortaya çıkarıldı[7]. Bu noktada evrimin lineer bi çizgide gerçekleşmediğini her canlı grubunda karmaşık işlevlerle ilerlediğini görebiliriz.

Kuşların ötüş becerisiyle ilgili olan beyin kısmı ise HVC olarak adlandırılan çekirdektir. Beynin ön kısmıyla bağlantılıdır. Ötüş becerisi tek bir merkez üzerinden kazanılmaz. HVC’deki nöral aktivite bir sinir akışı izler ve birçok beyin bölgesiyle birlikte çalışır. Ötüşün öğrenilmesinde, üretilmesinde, deneme – yanılma öğreniminde HVC etkindir[8].

Kuşların Ötüş Çeşitliği ve Ötüş Mekanizması

Tehlike, yemek, çiftleşme, sürü içindeki iletişimlerde kullanılan ötüşler kuştan kuşa farklılık gösterebilir. Genel olarak kuşların seslerini ikiye ayırabiliriz: Çağrılar ve şarkılar. Çağrılar, genellikle uçuş ve tehlike sinyallerini içerir. Kısa ve basittir. Şarkılar ise üreme dönemlerinde kullanılan uzun ve karmaşık melodilerdir. Bir kuş 20 farklı vokal sesten oluşan bir repertuara sahiptir[9].

Bazı türlerde sadece bir ötüş modeli varken türlerin %20’sinde beşten fazladır. Repertuar genişliği eş seçiminde rol üstlenir. Bu durum tür içindeki eş seçiminin ve aynı türden rakiplerine karşı korumanın yolunu açar. Bu nedenle bu durumun kalıtsal olarak aktarılabileceğine dair hipotezler oluşturulmuştur. Bunun yanı sıra ılıman bölgelerde erkek kuşların ötüşüne şahit olsak da tropik bölgelerdeki kuş türlerinde dişi kuşlarla erkeklerin düet şeklindeki ötüşlerine rastlanabilir[4, 9].

Türden türe değişen bir diğer durum ise bireyin şarkıyı öğrenme sürecidir. Genellikle ötüş becerisi yaşamlarının ilk birkaç ayını kapsar. Bazı kuşlar yaşam boyu yeni şarkılar öğrenirken bazıları erken dönemde bu beceriyi kalıcı hâle getirmiştir. Sığırcık ve kanaryalar yaşamları boyunca yeni şarkılar öğrenebilen kuşlara örnek verilebilir[4, 9].

1950’lerde şarkı öğrenimi üzerine yapılan bir deneyde kuşların diğer türlerin şarkılarını neden öğrenmedikleri üzerine çalışıldı. Sosyal canlılar olan kuşların, izole ortamlarda kendi ötüşlerini oturtamayıp bozuk sesler çıkardığı deney sonucunda not edildi. Tür içindeki bu özel ve iletişime muhtaç özelliğin doğuştan gelen bir özellik olduğu sonucuna varıldı. Yavru kuş kendi türüne ait bir ötüş duyulduğunda kalp atış hızlarının artması, karşılık vermeye çalışmaları bu sonucu destekler niteliktedir[9].

Kuşların beynindeki ötüş yolağını gösteren bir şema [g.6]

Kuşların asıl ötüş mekanizması insanın konuşma gelişimine benzer özellikler taşır. İki aşamalı bir süreçten geçer. Genç bireyler, şakımayı yetişkin bir bireyden duyarak ötüş biçimini ezberler. Beyinlerinde işitsel bir bellek veya şablon oluşturdukları bu evreye duyusal evre denir. Ardından pratik yaparlar. Pratikleri aynı bir insan bebeğinin konuşmadan evvel çıkardığı konuşma sesleriyle paralellik taşır. Alt şarkı adı verilen bu sesler değişken, sesli, sessiz özelliklere sahiptir. Yetişkin bir kuş ötüşüne ulaşmak için kendi sesleri ile şablonu karşılaştırırlar ve bu evre duyu – motor evresi olarak adlandırılır. Şarkının tam oturması bu ötüş becerisinin bir motor aktivite haline gelmesiyle gerçekleşir. Ötmeyi öğrenen kuşlar artık bir kalıp içinde bu özelliği gösterebilir. Tekrar tekrar, yaşamlarında kullanarak öğrenme süreçlerini pekiştirmiş olurlar. Bu öğrenme sürecinde kuşun kendi sesini duyması elzemdir. Duyu – motor evresinden önce yaşanan bir sağırlık, ötüş becerisinin oturamamasına neden olur[4, 9, 11].

Ötüş becerisi, birbirine bağlı ayrı beyin bölgelerinin iş birliğiyle kazanılmıştır. Temel olarak iki temel nöral yol vardır. Birincisi şarkı üretimini sağlayan motor yol. İkincisi ise şarkının öğrenilmesi ve plastisiteyi sağlayan ön beyin yoludur[4].

İnsan dışı primatlar, doğal şekilde vokal çeşitliliğini öğrenmeye pek açık değildir. Kuşların vokal gelişimi bu nedenle model olarak incelenebilir. Vokal plastisitesinin araştırılması davranışsal, hormonal ve sinirsel temelleri için uygun bir örnektir[4].

Cinsiyete Göre Ötüşün Şekillenmesi ve Ötüş Becerisindeki Diğer Faktörler

Kuşlar arasında cinsiyet farklılıkları göze çarpar. Eşeysel dimorfizm olarak adlandırlan bu farklılar tüylerin renginden ötüş şekillerine kadar yansır. Temel neden eş seçimidir. Çoğu erkek kuş dişiyi etkilemeye yönelik özellikler kazanmıştır. Kuşlarda eş seçimi:

  • Akustik sinyallere
  • Görsel sinyallere
  • Koku sinyallerine
  • Kur hareketlerine
  • Dominant karaktere
  • Bölge savunmasına bağlı olarak birçok faktör içerir.

Şarkı davranışı eş seçiminde ve bölgesel savunmada kullanılır. Maddelenen özelliklerde bahsedilen akustik sinyaller ötüş şeklini de içerir. Ötüşün yapısı, genlik ve frenaksı eş seçiminde kazanılmış önemli bir evrimsel süreçtir. Ötüşün şekillenmesinde nöroplastisiteyi etkileyen hormonlar yer alır. Testosteron hormonu plastisiteyi etkiler. Böylelikle kalıplaşmış şarkılar meydana gelir. Bir ötüş biçiminin sağlamlığını sağlar. Şarkıların kararlı bir hale geldiği dönemde testosteron seviyeleri yüksektir. Bu dönem üreme dönemlerinin yoğun olduğu ilkbahar dönemleridir. Steroid temelli hormonlar hem cinsiyet farklılıklarını hem de mevsimsel plastisiteyi düzenler. Kuşların ötüş şeklinde hormonların zamanlaması ve derecesi önemli bir yere sahiptir[10].

Kuşlar ile İnsanlar Arasındaki Benzerlik

Ötüş becerisi konusunda kaleme aldığımız bu yazıda kuşların evrim sürecindeki akrabalarından, beyin yapılarından, öğrenme yollarından bilgiler derledik. Bu süreçte kuşların farklı hayvan gruplarıyla karşılaştırmalarına rastladık. Sürüngenlerden gelen kuşların memelilere benzer bir sinir sistemi ve beyin yapısı olduğu makalelerde ortaya konmuştur. Kuşların ötüş gelişimlerinin insanlarla bağlantısı, insanın konuşmayı öğrenme sürecinde ortaya çıkıyor.

Her iki canlı sınıfında da hassas bir öğrenme süreci vardır. Kuşların şarkı öğrenimindeki duyusal aşamalara benzer bir süreç insanlar için de geçerlidir. Sosyal ve ekolojik değişkenler kuşların ötüş becerisinde doğrudan etkisi olurken insanların dil öğrenme becerisi bu noktada farklılık gösteriyor. Yine de öğrenme sürecindeki sosyal çevre ve erken dönemin etkisi de bu iki canlı grubunda gözleniyor. Hem kuş seslerinin hem de insanların konuşmasının beyinde ayrı sinirsel devrelerce kontrol edildiği ve işitsel geribildirimin önemi biliniyor[9].

Kuşlar ile insanlar arasındaki bu alandaki benzerlik son yıllarda yapılan bir çalışmada yer almıştır. FOXP2 adı verilen bir gende gerçekleşen mutasyonun, konuşma ve dil bozukluğuna neden olduğunun keşfedilmesinin ardından ötücü kuşlar araştırmada model olarak kullanılmıştır. Kuşların şarkıları öğrenirken doğru bir taklidi yapabilmesi için FOXP2 geni gerekli olduğu bulunmuştur[9].

Sonuç

Kuşların uçmalarından ötüşlerine kadar sahip olduğu bu karmaşık yapı, bilim dünyası için ilgi çeken ve eğlenceli konularındandır. Doğada yapılan dingin bir yürüyüşte, şehrin sesinden geri kalan zamanlarda kuşların cıvıltılarıyla baş başa kalabiliriz. Bu cıvıltının mekanizmasını, çeşitliğini keşfetmek birçok alanı besler. İnsan dil öğrenimindeki moleküler temeli ve davranışsal gelişimi, kuşların ötüşüyle ilişkilendirmek, kuşların bu alan için mükemmel bir model olduğunu göstermektedir.

[1] Turner, D. (2017). Beethoven Kuş Gözlemcisi Miydi? (T. Karagüzel, Çev.). Alabanda, syf.147.
[2] Trakus. (-).Kirazkuşu (Emberiza hortulana)” girdisi. SET: 17.11.2021
[3] Hickman, C., Roberts, L., ve ark. (2016). Zooloji Entegre Prensipler. (E. Gündüz Çev. Ed.). Palme Yayınevi, 16. Baskı, 27.bölüm, syf. 577-578
[4] Encyclopedia. (-). Birdsong Learning girdisi. SET: 21.12.2021
[5] Kubke M. F., Wild J. M. (2009). Evolution of the Brain in Birds. In: Binder (M.D., Hirokawa N., Windhorst U. Ed.). Encyclopedia of Neuroscience. Springer, Berlin.
[6] Ritchison, G. (-). Nervous System: Brain & Senses I – Avian Biology, Eastern Kentucky University. SET: 02.02.2022
[7] Jarvis, E., Güntürkün, O., Bruce, L. et al. (2005). Avian brains and a new understanding of vertebrate brain evolution. Nat Rev Neurosci, 6, 151–159.
[8] Weaver J. (2015). Song circuit in bird brain contains map of space and time. PLoS biology, 13(6), 1002159.
[9] Wada, H. (2010). The Development of Birdsong. Nature Education Knowledge, 3(10): 86.
[10] Beecher, M. D., Campbell, S. E., & Nordby, J. C. (1997). Bird song learning as an adaptive strategy. Ciba Foundation symposium, 208, 269–281.
[11] Mooney R. (2009). Neurobiology of song learning. Current opinion in neurobiology, 19(6), 654–660.

Görsel Kaynakçası

[g.1] eBird-Ori Davidor
[g.2] Prum, R., Berv, J., Dornburg, A. ve ark. (2015). A comprehensive phylogeny of birds (Aves) using targeted next-generation DNA sequencing. Nature 526, 569–573.
[g.3] Ritchison, G. (-). Nervous System: Brain & Senses I – Avian Biology, Eastern Kentucky University. SET: 02.02.2022
[g.4 , 5] Jarvis, E., Güntürkün, O., Bruce, L. et al. (2005). Avian brains and a new understanding of vertebrate brain evolution. Nat Rev Neurosci, 6, 151–159.
[g.6] Mooney R. (2009). Neurobiology of song learning. Current opinion in neurobiology, 19(6), 654–660.
[g.7] eBird-Bojan Bencic

Yazı Sahibi

Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü'nde 3. sınıf öğrencisiyim. Nasıl ve neden diye sormayı, doğayı ve evreni anlamaya çalışmayı, cevaplarını bulduğum şeyleri de anlatmayı severim.