“เสียงร้องของ Rufous-collared sparrow ดังก้องไปทั่วทวีปอเมริกาใต้
แต่บทเพลงดั้งเดิมของนกชนิดนี้ที่ถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่นกลับเลือนหายไป
จนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์เข้ามาช่วยให้มันกลับมามีชีวิตอีกครั้ง”
เสียงร้องของ Rufous-collared sparrow (ชื่อวิทยาศาสตร์ Zonotrichia capensis) ตัวผู้ ถือเป็นหนึ่งในเสียงที่โดดเด่นที่สุดในทวีปอเมริกาใต้ ภายในเวลาไม่กี่วินาที นกขนาดเล็กขนสีน้ำตาลอ่อนแซมขาวและแต้มดำตัวนี้ สามารถขับขานท่วงทำนองอันไพเราะ ประกอบด้วยโน้ตเบื้องต้นสองถึงสี่ตัวและเสียงระรัวอันเป็นเอกลักษณ์ในจังหวะสุดท้าย แต่ละครอบครัวของนกชนิดนี้มีเพลงประจำตระกูลที่สืบทอดกันมารุ่นสู่รุ่น และพวกมันก็จะร้องเพลงนี้ไปตลอดชีวิต แต่กว่าจะร้องเป็น ลูกนกต้องผ่านกระบวนการเรียนรู้เสียก่อน
พฤติกรรมนี้มีพื้นฐานมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างลูกนกตัวผู้และนกตัวผู้โตเต็มวัย โดยนกที่โตกว่าจะทำหน้าที่เป็นเหมือนครูดนตรี คอยถ่ายทอดท่วงทำนองให้พวกมัน แต่จะเกิดอะไรขึ้นหากกระบวนการเรียนรู้นี้ต้องหยุดชะงัก เมื่อแหล่งที่อยู่อาศัยถูกทำลาย ประชากรลดลง หรือเมื่อนกที่โตเต็มวัยหายไปจนทำให้สายใยการถ่ายทอดบทเพลงขาดสะบั้น?
ในปี 2020 จนถึง 2023 นักวิจัยจาก Exact and Natural Sciences แห่ง University of Buenos Aires (UBA) ได้ปฏิบัติภารกิจสุดท้าทาย นั่นคือการนำบทเพลงที่สูญหายไปของ Rufous-collared sparrow กลับคืนสู่ประชากรนกชนิดนี้อีกครั้ง โดยอ้างอิงจากโน้ตดนตรีที่ถูกบันทึกไว้ตั้งแต่ช่วงปี 1960
ด้วยเทคโนโลยีล้ำสมัย นักวิทยาศาสตร์ได้สร้าง ‘ครูหุ่นยนต์’ ขึ้นมา โดยหุ่นยนต์ดังกล่าวสามารถเปล่งท่วงทำนองที่ถูกลืมเลือนนี้ เพื่อให้ลูกนกเรียนรู้จากมันได้
ด้วยเหตุนี้ Rufous-collared sparrow ที่อาศัยอยู่ใน Pereyra Iraola Park ซึ่งเป็นเขตอนุรักษ์ธรรมชาติขนาดราว 25 เอเคอร์ในกรุงบัวโนสไอเรส (Buenos Aires) จึงได้ฝึกร้องเพลงจากเสียงสังเคราะห์ของครูหุ่นยนต์ พวกมันนำท่วงทำนองที่ครูหุ่นยนต์สอนมาผสมผสานกับเพลงที่ร้องเป็นอยู่แล้ว และตอนนี้ เพลงเก่าที่เคยถูกลืมเลือนก็กลับมาดังก้องในป่าอีกครั้งอย่างน่าภูมิใจ
“การอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพมักถูกมองว่าเป็นเรื่องของพันธุกรรม แต่ในความเป็นจริง มันยังเกี่ยวข้องกับวัฒนธรรมด้วย” Gabriel Mindlin ผู้อำนวยการ Institute of Interdisciplinary and Applied Physics (INFINA) แห่ง UBA และผู้เขียนวิจัยซึ่งได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Physica D: Nonlinear Phenomena เมื่อปี 2024 ร่วมกับ Ana Amador และ Roberto Bistel กล่าว
เขาเสริมว่า “เราทำให้เพลงที่เลือนหายไปกลับมามีชีวิตอีกครั้ง นี่คือตัวอย่างที่แสดงให้เห็นว่าหากจำเป็น เราก็สามารถนำวัฒนธรรมกลับคืนมาได้”
เรียนรู้บทเพลงที่สูญหาย เพื่อสืบสานธรรมเนียมแห่งเสียงร้อง
Rufous-collared sparrow เป็นหนึ่งในนกกลุ่ม Songbird ที่มีอยู่ราว 4,000 ชนิดทั่วโลก แม้ว่าเสียงร้องของนกชนิดนี้จะถูกกำหนดโดยพันธุกรรม แต่ในกรณีของตัวผู้ พวกมันยังต้องเรียนรู้การขับขานจากครู ซึ่งส่วนใหญ่ก็มักเป็นพ่อของพวกมันเอง ลูกนกจะเลียนแบบเสียงร้องของพ่อและฝึกฝนจนเกิดเป็นท่วงทำนองที่ผสมผสานระหว่างเพลงประจำตระกูลและเพลงของฝูงนกในพื้นที่ ตัวอย่างเช่น นกที่อาศัยอยู่แถบแม่น้ำ ริโอเดลาปลาตา (Río de la Plata) จะส่งเสียงระรัวตอนท้ายแตกต่างจากนกในพื้นที่อื่น ๆ ของประเทศ
กระบวนการเรียนรู้ใช้เวลาประมาณสามเดือนหลังฟักออกจากไข่ ในช่วงแรก ลูกนกยังควบคุมกล้ามเนื้อที่ใช้ร้องเพลงได้ไม่ดีนัก แต่เมื่อเวลาผ่านไป ท่วงทำนองของพวกมันจะชัดเจนและไพเราะขึ้น
โดยปกติ นกแต่ละตัวจะมีเพลงประจำตัวเพลงเดียวเท่านั้น แต่บางตัวอาจร้องได้ถึงสองหรือสามเพลง บทเพลงของพวกมันกินเวลาสั้น ๆ เพียงสองวินาที และจะถูกร้องซ้ำตั้งแต่รุ่งเช้าจนกระทั่งดวงอาทิตย์ขึ้นถึงจุดสูงสุด
“มันเป็นเสียงร้องที่มีเอกลักษณ์ เหมือนกับลายนิ้วมือ เพียงแต่เกิดจากการเรียนรู้” Amador กล่าว “บทขับขานนี้มีไว้เพื่อดึงดูดตัวเมียและปกป้องอาณาเขต เปรียบเสมือนคำประกาศว่า ‘นี่คือฉัน และฉันอยู่ที่นี่’”
ท่วงทำนองที่สูญหายไป กลับคืนมาได้อย่างไร?
ทีมวิจัยสามารถย้อนรอยบทเพลงของ Rufous-collared sparrow ที่เคยอาศัยอยู่ใน Pereyra Iraola Park เมื่อช่วงปี 1960 ได้ ก็เพราะ Fernando Nottebohm นักปักษีวิทยาชาวอาร์เจนตินา และศาสตราจารย์เกียรติคุณแห่ง Rockefeller University ในนิวยอร์ก เคยบันทึกท่วงทำนองของพวกมันไว้ด้วยลายมือ
Mindlin อธิบายว่า “เวลาที่ Nottebohm ได้ยินเสียงความถี่สูงขึ้น เขาจะทำเครื่องหมายชี้ขึ้น ถ้าเสียงต่ำลงและทุ้มขึ้น เขาจะทำเครื่องหมายชี้ลง ส่วนเสียงระรัว เขาจะแทนด้วยเส้นเล็ก ๆ หลายเส้น นี่คือวิธีที่เขาใช้บันทึกบทเพลงของนกเหล่านี้”
“เพลงฮิตของนกในยุค 60 เพลงบ้างใดที่ยังคงถูกขับร้องอยู่?” คือคำถามที่จุดประกายการวิจัยนี้ ทีมวิจัยเดินทางไปยังอุทยาน บันทึกเสียงเพลงของนก และใช้เครือข่ายประสาทเทียม (Neural Network) วิเคราะห์ว่าเพลงใดที่ยังคงอยู่ และเพลงใดที่เลือนหายไป พวกเขาพบว่ามีเพียงสามบทเพลงเท่านั้นที่ยังคงถูกขับร้องในพื้นที่ หนึ่งสาเหตุที่เป็นไปได้คือ ความเป็นเมือง (Urbanization) ของพื้นที่รอบอุทยานทำให้ประชากรนกลดลง อีกหนึ่งสาเหตุคือ Songbird ชนิดอื่นเข้ามารุกรานและยึดครองอาณาเขตของพวกมัน
จากนั้น ทีมวิจัยจึงวิเคราะห์องค์ประกอบของแต่ละบทเพลงที่พวกเขาบันทึก ไม่ว่าจะเป็น ความถี่เริ่มต้นและสิ้นสุดของโน้ตแต่ละตัว ระยะเวลาของโน้ตแต่ละตัว ฯลฯ และสร้างตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) ที่สามารถจำลองเสียงร้องของนกขึ้นมา โดยอิงตามหลักการเปล่งเสียง (Phonation)
เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ทีมวิจัยต้องจำลองช่องทางเดินของเสียงของนกชนิดนี้ขึ้นมาเช่นกัน ซึ่งรวมถึงหลอดลม คอหอยส่วนปาก ช่องระหว่างเส้นเสียง และจะงอยปาก นอกจากนี้ พวกเขายังเฝ้าสังเกตการเคลื่อนไหวของอวัยวะควบคุมเสียงของนกที่เรียกว่า Syrinx อีกด้วย
ต่อมา ในช่วงเดือนตุลาคมถึงกุมภาพันธ์ ซึ่งเป็นช่วงเวลาสำคัญที่ลูกนกเริ่มเรียนรู้การร้องเพลงโดยเลียนแบบเสียงต้นแบบ ทีมวิจัยได้นำเสียงสังเคราะห์ที่สร้างขึ้นไปเปิดให้นกในอุทยานแห่งเดิมฟัง โดยพวกเขาเลือกเปิดเพลงในช่วงเช้าตรู่ เพราะเป็นเวลาที่พวกมันร้องเพลงมากที่สุด และจำกัดระยะเวลาการเปิดไว้ไม่เกินแปดชั่วโมงต่อวัน เพื่อกระตุ้นให้นกร้องตอบกลับมา
“การเว้นช่วงระหว่างแต่ละเพลงถูกกำหนดแบบสุ่ม เพื่อให้นกรู้สึกว่าเสียงจาก ‘ครูหุ่นยนต์’ หรืออุปกรณ์ทั้งสามเครื่องที่วางอยู่ในบริเวณนั้น เป็นการสื่อสารที่เกิดขึ้นจริง ราวกับว่าพวกมันกำลังร้องตอบกันไปมา” Bistel อธิบาย
เมื่อล่วงเข้าสู่เดือนกุมภาพันธ์ถึงกรกฎาคม นกเหล่านี้จะหยุดร้องเพลงเพราะอากาศหนาว และจะไม่ส่งเสียงอีกจนกว่าจะถึงเดือนกันยายน หลังจากนั้น พวกมันจึงจะกลับมาฝึกซ้อมและปรับแต่งเสียงร้องให้ตรงกับทำนองที่เคยเรียนรู้ ที่น่าประหลาดใจก็คือ ลูกนกบางตัวเลือกเรียนรู้จาก ‘ครูหุ่นยนต์’ และสามารถร้องเพลงที่เคยถูกลืมเลือนไปได้ โดยพวกมันนำทำนองนั้นมาผสมผสานเข้ากับเพลงของตัวเอง
เพลงที่ลูกนกฝึกขับขาน มีการสลับขึ้นลงของความถี่ตามแบบของเพลงสังเคราะห์ที่นักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้น แต่โน้ตสุดท้ายกลับมีช่วงความถี่กว้างกว่าต้นฉบับ ซึ่งเป็นลักษณะที่พบในนกที่โตเต็มวัยทุกตัวในอุทยาน ความแตกต่างนี้อาจแสดงให้เห็นว่านกกลุ่มนี้มี ‘ภาษาถิ่น’ ของตัวเอง ซึ่งอาจเกิดจากการเรียนรู้จากครูตัวจริง หรือเป็นลักษณะที่ถูกกำหนดโดยรหัสพันธุกรรมของพวกมัน
“มันเหมือนกับการชุบชีวิตภาษาโบราณที่ถูกลืมเลือนไป” Mindlin กล่าว พร้อมเน้นย้ำว่า ลักษณะทางวัฒนธรรม ไม่ว่าจะในนกหรือมนุษย์ สามารถฟื้นคืนมาได้ผ่านการเรียนรู้และการถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่น
อนาคตของการอนุรักษ์เสียง
ทีมวิจัยยืนยันว่าเครื่องมือของพวกเขามีศักยภาพในการใช้อนุรักษ์เสียงเพลงของนก
“เรามีธนาคารพันธุกรรม (Genetic Bank) ที่มีตู้แช่แข็งขนาดใหญ่ไว้เก็บรักษาดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิต แล้วการอนุรักษ์วัฒนธรรมล่ะ? เราไม่ควรมีธนาคารบันทึกเสียงเพลงเหมือนกันหรอกหรือ?” Amador กล่าว พร้อมกับเสริมว่า “วิจัยของเราปูทางให้เกิดมุมมองใหม่ในการอนุรักษ์สายพันธุ์ ให้เป็นไปในแนวทางที่ครอบคลุมยิ่งขึ้น”
ปัจจุบัน ทีม INFINA กำลังศึกษานกนานาชนิดทางตอนใต้ของอาร์เจนตินา โดยมีเป้าหมายในระยะใกล้คือ การพัฒนาเครือข่ายประสาทเทียมที่สามารถจดจำเสียงร้องของนกแต่ละตัวโดยอัตโนมัติ ขั้นต่อไป พวกเขาจะศึกษาว่าประชากรนกที่พวกเขาติดตามมีการถ่ายทอดเสียงกันอย่างไร
“การที่จำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตลดลง ไม่ได้ส่งผลแค่ต่อความหลากหลายทางพันธุกรรมเท่านั้น แต่ยังหมายถึงการสูญเสียวัฒนธรรมด้วย” Mindlin กล่าว “ด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ที่เราแปลงเป็นคลื่นเสียง เรามั่นใจว่าวัฒนธรรมนี้จะไม่เลือนหายไป”
เรื่อง María de los Ángeles Orfila
แปลและเรียบเรียง
พิมพ์มาดา ทองสุข
โครงการสหกิจศึกษา กองบรรณาธิการ นิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย
อ่านเพิ่มเติม : บีเวอร์สร้างเขื่อนแทนรัฐบาลเช็ก ประหยัดเงินทุนไป 1.2 ล้านดอลลาร์สหรัฐ
