Wenn Sie nach einem Tier suchen, mit dem Sie die Entwicklung der Sprache untersuchen können, ist der Zebrafink - ein gebürtiger Australier mit einem Gewicht von etwa einer Unze und einem Gehirn von der Größe einer Traube - möglicherweise keine naheliegende Wahl. Tatsächlich haben bis vor kurzem nur wenige Forscher die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass Vögel mit einer Evolutionsgeschichte, die von der von Säugetieren vor 300 Millionen Jahren abweicht, uns viel über Intelligenz lehren können. Laut Erich Jarvis von der Duke University haben Zebrafinken eine wirklich herausragende Qualität: "Gesangsunterricht", die Fähigkeit, sich an die Geräusche zu erinnern und sie zu reproduzieren, eine Fähigkeit, die unseres Wissens nur eine Handvoll Tierfamilien gemeinsam hat. Neben Menschen sind dies Elefanten, Fledermäuse, Wale, Delfine und drei Vogelarten: Papageien, Kolibris und Singvögel.
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Tauben gurren und Hühner kreischen; Wölfe heulen und Affen plappern. Aber diese Geräusche sind angeboren. Hunde und Pferde können lernen, auf Sprachbefehle zu reagieren, und einigen Affen kann eine primitive Gebärdensprache beigebracht werden. Aber keines dieser Tiere kann lernen, neue Geräusche zu imitieren, was eine der Fähigkeiten zu sein scheint, die die menschliche Kultur möglich gemacht haben. In einem Keller, ein paar Flüge von Jarvis 'Labor entfernt, füllen mehrere hundert orangefarbene Zebrafinken mit grauem Rücken den Raum mit einem leisen Zwitschern, wie so viele winzige quietschende Keilriemen. Ihr Schicksal ist es, ihr Gehirn auf Proteine untersuchen zu lassen, die die Aktivierung bestimmter Gene während des Singens anzeigen. "Was ist das Komplexeste, was ein Gehirn tun kann? Sprache", sagt Jarvis, ein 41-jähriger Neurobiologe. "Ich gehe von der naiven Position aus, dass, wenn Sie die komplexesten Dinge über die Funktionsweise des Gehirns entziffern können, alles andere zusammenfällt."
Seltsamerweise begann Jarvis seine Karriere vielleicht damit, dass er den Zoologen Fernando Nottebohm als "das unorganisierteste und chaotischste Mitglied meines Labors" beeindruckte. Das war 1989, als Jarvis, ein Produkt der New Yorker öffentlichen Schulen und des Hunter College, an der Rockefeller University eintraf, um bei Nottebohm zu studieren. Er war dafür bekannt, dass das Singvogel-Gehirn während des gesamten Lebens des Vogels tatsächlich neue Nervenzellen wachsen lässt. Jarvis ist groß, schlank und locker, mit einem kurzen, lockigen Bart; Als ehemaliger Tänzer, der eine Karriere im Ballett in Betracht gezogen hat, geht er schnell und spricht schnell mit sanfter, gleichmäßiger Stimme. Aufgewachsen lebte er nach der Scheidung seiner Eltern bei seiner Mutter in Harlem und bei den Großeltern in Brooklyn und der Bronx. Er besuchte die High School of the Performing Arts und ein Vogel war in seiner frühen Erfahrung etwas, das Sie für das Abendessen am Sonntag gekocht haben. Nach seiner Promotion bei Rockefeller wechselte Jarvis 1998 zu Duke, wo er vier Jahre später den Alan T. Waterman Award erhielt, die höchste Auszeichnung, die die National Science Foundation einem jungen Forscher verlieh.
Eine großartige Sache, die Jarvis studiert, ist, dass es Mittel dafür gibt, weil er plausibel behaupten kann, Arbeit zu leisten, die zu einer Heilung von menschlichen Krankheiten führen könnte. Die Verfolgung der Wege des stimmlichen Lernens bei Vögeln könnte Forschern helfen, die Sprache bei Schlaganfallopfern wiederherzustellen, sagt Jarvis und fügt hinzu: "Wir wissen jetzt, dass das Vogelgehirn dem Gehirn von Säugetieren viel ähnlicher ist, als die Menschen glauben." Die Möglichkeit neuer Behandlungen für Hirnverletzungen führte dazu, dass Jarvis von den National Institutes of Health ein "Pioneer" -Stipendium in Höhe von 2, 5 Millionen US-Dollar erhielt. Die Auszeichnung für risikoreiche, bahnbrechende Forschung macht ihn zu einem Gegenstand des Neides gegenüber anderen Forschern, einschließlich seines alten Mentors Nottebohm, der ironisch feststellt, dass Jarvis "heutzutage viel mehr Zuschüsse erhält als ich".
Jarvis ist auf diesem Gebiet bekannt für seine Spekulationen über die Evolution des Vokallernens - oder vielmehr dessen Unfähigkeit, sich in der Natur häufiger zu entwickeln. Bei Singvögeln, bei denen die Männchen in der Regel singen, spielt das Merkmal bei der Paarung eine Rolle. "Je variabler Ihre Syntax ist, desto wahrscheinlicher wird ein Partner Sie auswählen", sagt Jarvis. "Sie nennen sie sexy Lieder." Jarvis ist der Ansicht, dass die neuronale Architektur für das vokale Lernen für das Gehirn von Wirbeltieren grundlegend ist - insbesondere, dass sie verwandt ist zum motorischen Lernsystem, das einem Tier das Gehen ermöglicht. In diesem Fall fragte sich Jarvis, warum sich solch ein nützliches Merkmal nicht öfter entwickelt hat.
Seine vorgeschlagene Antwort (zusammen mit der des japanischen Forschers Kazuo Okanoya, der dieselbe Idee unabhängig hatte) stellt einen konzeptuellen Sprung dar, den seine Kollegen als etwas zwischen kühn und absurd ansehen. Er schlägt vor, dass es für viele Tiere nur eine andere Art ist, gehört zu werden, um gefressen zu werden. Raubtiere, die sich an die routinemäßigen Geräusche ihrer Beute gewöhnen, werden aufmerksam, wenn jemand eine andere Melodie pfeift. Daher wirkt die Evolution - die das vokale Lernen durch sexuelle Selektion begünstigt - auch durch Prädation dagegen. Ist es nur ein Zufall, dass die meisten Arten, die zum Vokallernen fähig sind, auch fliegen können? Jarvis denkt nicht. Wenn er auf wissenschaftlichen Treffen über die Idee spricht, sagt er: "Die Hälfte des Raumes wird sie anprangern ... was mich nicht stört. Zumindest bis jemand mitkommt, um sie zu widerlegen."
Als Wissenschaftler hat Jarvis seit seinen ersten Jahren bei Rockefeller einen langen Weg zurückgelegt, als er auch mit einer kleinen Kompanie namens Ballet Afrique tanzte und beinahe das Labor verlassen hätte. "Ich habe wirklich nicht gesehen, dass er überleben wird", erinnert sich David Clayton, ein Rockefeller-Kollege, der jetzt an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign ist. "Es ist jetzt interessant, ihn gedeihen zu sehen. Er ist eine sehr starke Persönlichkeit." "Erich war sehr unsicher", sagt Nottebohm. Ich wusste nicht einmal, was das Wort bedeutete. Ich sagte ihm, Sie haben Recht, sie diskriminieren Sie, weil Sie ein mieser Wissenschaftler sind. Und ich denke, das hat ihn wirklich beeindruckt. Er wurde nicht nur der schwerste arbeitendes Mitglied des Labors, aber er fing an, Dinge zu tun, die kreativ und gut durchdacht waren. "
Es ist nicht ungewöhnlich, dass der Name eines Wissenschaftlers an einer bedeutenden Universität wie Duke in der New York Times auftaucht, wie Jarvis 'ein halbes Dutzend Mal. Doch der erste Hinweis der Times auf ihn ist ein Rückblick von 1983 auf seine High-School-Abschlussleistung. ("Lisa Arrington und Erich Jarvis ließen das Publikum mit ihren sowjetischen Aufzügen in einem Kriegs- und Zwietracht-Pas de Deux jubeln", schrieb der Rezensent.) Sechs Jahre später taucht er in seinem ersten Jahr bei Rockefeller wieder auf Ein langer Artikel unter der Überschrift "Random Death Claims a Man Who Struggled, um das Leben wiederzugewinnen." Der Mann war Jarvis 'Vater James, der seit Jahren obdachlos war und in Höhlen in New York City Parks lebte. James Jarvis hatte mit 15 die High School of Music and Art absolviert und am City College Chemie studiert. Er war ein Großteil seines späteren Lebens ein psychisch kranker Drogenabhängiger gewesen, aber im Jahr vor seinem Mord - einem anscheinend unaufklärbaren Verbrechen - hatte er sich bemüht, wieder in die Gesellschaft einzutreten. Erich Jarvis war seinem Vater nahe gewesen, als er ihn finden konnte. "Ich weiß nicht, wie viele Obdachlose Wissenschaftler sind", sagte er dem Reporter. "Aber mein Vater war Wissenschaftler. Er war ein Forscher. Er studierte Überlebenstechniken. Er wollte das universelle Gesetz aller Gesetze finden."
Jarvis hat einige Theorien darüber, wie kulturelle Vorurteile in sein eigenes, sehr abstraktes Gebiet der Wissenschaft eingedrungen sind. Beispielsweise vermutet er, dass die Rolle von "Housekeeping" -Genen, die Routinefunktionen wie die Regulierung des Stoffwechsels oder die Aufrechterhaltung der Integrität der Zellwand übernehmen, von vielen Wissenschaftlern übersehen wurde, weil "Housekeeping" als uninteressant angesehen wird: "Wer hat das erfunden?" Begriff? Warum sind [diese Gene] uninteressant? Weil in der Vergangenheit, glaube ich, die [männlichen Forscher] über ihre Frauen nachdachten. In der Familie, aus der ich stamme - in den meisten afroamerikanischen Familien - ist die Haushaltsführung hoch angesehen. " Kürzlich entdeckte sein Labor, dass Actin, ein Protein, das von einem der sogenannten "Housekeeping" -Gene produziert wird, eine Rolle beim vokalen Lernen zu spielen scheint.
Wenn er nicht auf Reisen ist, ist Jarvis sechs oder sieben Tage die Woche im Labor. Vor langer Zeit gab er die Aufführung auf, obwohl er es hin und wieder schafft, mit seiner Frau Miriam Rivas, einer Molekularbiologin, die er am Hunter College kennengelernt hat und die jetzt Mitglied seines Labors ist, tanzen zu gehen. (Eine ihrer Bedingungen, um Jarvis zu heiraten, war, dass er sich mit lateinamerikanischem Tanz auskennt. Eine ihrer Bedenken beim Umzug nach Durham, North Carolina, war, ob sie einen geeigneten Salsa-Club finden konnten. Sie taten es.) Er denkt, dass es kein Zufall ist dass jemand, dessen Leben von Musik geprägt war, Vogelgesang studierte. (Sein Kollege bei Duke, der Neurobiologe Richard Mooney, der auch mit Singvögeln arbeitet, ist ein klassischer Gitarrist.) Jarvis 'jüngster Artikel befasste sich mit der Freisetzung von Dopamin, einem Neurotransmitter, der die "Belohnungs" -Schaltung des Gehirns im Vogelhirn steuert Lied. "Wir haben nicht die Daten, um dies zu beweisen", sagt Jarvis, "aber die Implikation ist, dass der Vogel Freude am Singen hat." So viel Leben, sowohl für Menschen als auch für Finken, hängt von der Musik ab - und dieser einzigartigen Gabe des Zuhörens und Lernens.
Jerry Adler ist leitender Redakteur bei Newsweek und auf Wissenschaft spezialisiert. Greg Foster , ein in Atlanta ansässiger Freiberufler, hat die Fotos in unserer Geschichte über Cricket in Amerika im letzten Monat aufgenommen.
