Chant des oiseaux : des syllabes, des phrases, une structure

Quand les mathématiques permettent d’analyser le chant des oiseaux

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Le chant des oiseaux n’est pas seulement une répétition de sons, il répond à des règles statistiques. Une récente étude s’intéresse à la structure du chant des canaris grâce à une analyse mathématique et statistique.

Le chant des oiseaux est un sujet d’étude illimité pour les scientifiques. Des simples vocalisations à des chants très structurés, les oiseaux produisent des sons complexes qui dépendent de leur environnement et de la présence d’autres oiseaux. Dans une étude de mai 2013 [disponible sur MyScienceWork], une équipe de recherche américaine s’intéresse à la structure du chant du canari domestique d’un point de vue statistique. A partir de cette analyse mathématique, ils montrent que le chant des oiseaux est structuré en syllabes, groupées en phrase selon des arrangements flexibles.

Une syllabe, une phrase, un chant

Le chant des oiseaux peut être divisé en syllabes et phrases. Un oiseau adulte peut produire jusqu’à 35 types de syllabes distinctes allant de 20 à 200 millisecondes. Ces sons sont répétés un certain nombre de fois pour former une phrase. Une chanson est alors un ensemble de phrases pouvant durer jusqu’à 15 secondes. Cette structure de chant ne dépend pas de l’environnement de l’oiseau. « Les oiseaux élevés en isolation acoustique développent également ces structures de phrase typiques» expliquent les auteurs de la publication.

Les chercheurs ont enregistré le chant de canaris en laboratoire pour en faire une analyse statistique – Crédit Audio : Markowitz et al

Dans cette étude, les chercheurs s’intéressent aux liens statistiques entre les éléments du chant. « Derrière ces recherches, l’idée est de savoir dans quelle mesure le chant des oiseaux délivre un message. Si l’organisation des syllabes répondait à des règles aléatoires, il n’y aurait pas d’information » explique Nicolas Mathevon, responsable du laboratoire Ecologie et Neuro-Ethologie Sensorielle à l’Université Jean Monnet. Les chercheurs savaient déjà que les syllabes suivaient un processus de markov du premier ordre, c’est-à-dire que des syllabes adjacentes étaient liées statistiquement. Les chercheurs ont trouvé que des syllabes pouvaient aussi être liées avec un processus de markov de plus haut degré. Ce que s’apprête à chanter l’oiseau peut être lié à des syllabes prononcées 5 à 10 secondes avant ce qui équivaut à 4 à 7 phrases. «L’intervalle entre les syllabes répétées et la syllabes chantée ensuite dépendent de l’histoire de la chanson » concluent les chercheurs. 

 

Un modèle d’apprentissage

Le chant des canaris est complexe et présente un beau sujet d’étude pour les chercheurs

Crédit image : Flickr/Meophamman

Un des enjeux de ce type de recherche est d’étudier l’oiseau comme un modèle d’apprentissage de la communication acoustique. Si chez certains le chant est inné, la plupart des oisillons l’apprennent en copiant les adultes qui les entourent. « On a peu d’exemples d’animaux qui apprennent à communiquer lorsqu’ils sont petits de la même manière que les humains. Quoi de mieux que l’oiseau, le spécialiste de la communication acoustique, pour l’étudier ! » s’exclame Nicolas Mathevon. L’étude sur les canaris propose comme perspective de voir« comment les comportements complexes sont construits à partir de composants neuronaux plus élémentaires dans un circuit neuronal relativement simple [celui des oiseaux] ». L’étude des oiseaux permettrait donc d’en apprendre plus l’apprentissage de la communication orale du point de vue neuronal des hommes !

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