Hvis du var på utkikk etter et dyr du kan studere utviklingen av språk, kan sebrafink - en innfødt fra Australia som veier omtrent en unse og har en hjerne på størrelse med en drue - ikke virke et åpenbart valg. Inntil nylig vurderte faktisk få forskere til og med muligheten for at fugler, med en evolusjonshistorie som avviket fra pattedyr for 300 millioner år siden, har mye å lære oss om intelligens. Men, sier Duke Universitys Erich Jarvis, sebrafinker har en helt enestående kvalitet - "vokal læring", evnen til å huske og reprodusere lydene de hører, en evne som vi så vidt vet bare deles av en håndfull dyrefamilier. Foruten mennesker er dette elefanter, flaggermus, hvaler, delfiner og tre ordener av fugler: papegøyer, kolibrier og sangfugler.
Relatert innhold
- Et uforglemmelig bilde av Martha Graham
Duer koo og kyllinger squawk; ulver hyler og aper skravler. Men disse lydene er medfødte. Hunder og hester kan lære å svare på stemmekommandoer, og noen aper kan læres et primitivt tegnspråk. Men ingen av disse dyrene kan lære å etterligne nye lyder, som ser ut til å være en av ferdighetene som gjorde menneskets kultur mulig. Så i en kjeller noen få flyturer ned fra Jarvis 'laboratorium, fyller flere hundre oransje-nebbete, gråryggede sebrafinker rommet med en myk kvitring, som så mange bittesmå, pipende fanbelter. Deres skjebne er å få hjernene analysert for tilstedeværelsen av proteiner som betyr aktivering av visse gener under sang. "Hva er det mest komplekse en hjerne kan gjøre? Språk, " sier Jarvis, en 41 år gammel nevrobiolog. "Jeg tar utgangspunkt i den naive stillingen om at hvis du kan tyde det mest komplekse med hjernen fungerer, vil alt annet falle på plass."
Merkelig, kanskje, begynte Jarvis sin karriere med å imponere zoologen Fernando Nottebohm som "det mest uorganiserte og kaotiske medlemmet av laboratoriet mitt." Det var i 1989, da Jarvis, et produkt fra New York City offentlige skoler og Hunter College, ankom Rockefeller University for å studere under Nottebohm, kjent for å oppdage at sangfuglhjerner faktisk vokser nye nerveceller gjennom fuglens liv. Jarvis er høy, mager og løs lemmet, med et kort, krøllete skjegg; en tidligere danser som vurderte en karriere innen ballett, går han raskt og snakker raskt i en myk, jevn stemme. I voksen alder bodde han hos moren i Harlem etter foreldrenes skilsmisse, og hos besteforeldre i Brooklyn og Bronx. Han gikk på High School of the Performing Arts, og en fugl, i sin tidlige erfaring, var noe du kokte til søndagsmiddag. I 1998, etter å ha fullført doktorgraden ved Rockefeller, flyttet Jarvis til Duke, der fire år senere mottok Alan T. Waterman Award, den høyeste ære gitt av National Science Foundation til en ung forsker.
En flott ting med det Jarvis studerer, er at det er midler til det, fordi han sannsynligvis kan hevde å utføre arbeid som kan føre til en kur mot menneskelig sykdom. Å spore veiene for vokal læring hos fugler kan hjelpe forskere som jobber for å gjenopprette tale hos slagoffer, sier Jarvis, og legger til: "Vi vet nå at fugleinhjerne er mye mer som pattedyrhjernen enn folk skjønte." Muligheten for nye behandlinger for hjerneskader førte til en $ Pioneer-bevilgning på 2, 5 millioner dollar til Jarvis fra National Institute of Health. Tildelingen, for høyrisiko, banebrytende forskning, gjør ham til gjenstand for misunnelse for andre forskere, inkludert til og med hans gamle mentor Nottebohm, som vredelig konstaterer at Jarvis "i disse dager får mye mer støtte enn jeg får."
Jarvis er kjent i feltet for sine spekulasjoner om utviklingen av vokal læring - eller rettere sagt, dets manglende evne til å utvikle seg oftere i naturen. I sangfugler, hvor hannene som regel synger, spiller egenskapen en rolle i parring. "Jo mer variabel syntaks du produserer, jo mer sannsynlig vil en kamerat velge deg, " sier Jarvis. "De kaller dem sexy sanger." (Det er, legger han til, ikke så forskjellig i en annen vokal lærende art, den som produserer poesi og improvisasjonsjazz.) Jarvis mener at den nevrale arkitekturen for vokal læring er grunnleggende for ryggvirvelhjernen - spesifikt at den er relatert til det motoriske læringssystemet som gjør det mulig for et dyr å gå. I så fall lurte Jarvis på, hvorfor har en så nyttig egenskap ikke utviklet seg oftere?
Hans foreslåtte svar (sammen med det fra den japanske forskeren Kazuo Okanoya, som selv kom med den samme ideen) representerer et konseptuelt sprang som kollegene ser på som et sted mellom dristig og uhøytidelig. Han foreslår at det å bli lyttet til for mange dyr bare er en annen måte å bli spist på. Rovdyr som blir vant til de rutinemessige lydene av byttet sitt, legger merke til når noen plystrer en annen melodi. Dermed fungerer evolusjon - som favoriserer vokal læring ved hjelp av seksuell seleksjon - også mot den, gjennom predasjon. Er det bare tilfeldigheter at de fleste arter som er i stand til å lære seg vokal, også kan fly? Jarvis mener ikke. Når han snakker om ideen på vitenskapelige møter, sier han, "halve rommet vil fordømme den ... noe som ikke plager meg. I det minste før noen kommer med for å motbevise den."
Som vitenskapsmann har Jarvis kommet langt siden sine første år på Rockefeller, da han også danset med et lite selskap som het Ballet Afrique og nesten skylt ut av laboratoriet. "Jeg så virkelig ikke at han kom til å overleve, " husker David Clayton, en Rockefeller-kollega nå ved University of Illinois i Urbana-Champaign. "Det er interessant nå å se ham blomstre. Han er en veldig sterk personlighet." Nottebohm sier: "Erich var veldig usikker. Han fortalte meg at han trodde han ble" dissert. " Jeg visste ikke engang hva ordet betydde. Jeg sa til ham, du har rett, de diskriminerer deg, fordi du er en elendig vitenskapsmann. Og jeg tror det virkelig slo ham. Han ble ikke bare den vanskeligste -arbeidende medlem av laboratoriet, men han begynte å gjøre ting som var kreative og gjennomtenkte. "
Det er ikke uvanlig at navnet på en forsker ved et større universitet som Duke dukker opp i New York Times, ettersom Jarvis 'har et halvt dusin ganger. Likevel den første Times- referansen til ham er en anmeldelse fra 1983 av hans utdannelse på videregående skole. ("Lisa Arrington og Erich Jarvis fikk publikum til å juble med sine sovjetstil-heiser i en krig og diskord pas de deux, " skrev anmelderen.) Seks år senere, mens han i sitt første år på Rockefeller dukker opp igjen, i en lang artikkel under overskriften "Tilfeldig død påstår en mann som kjempet for å gjenvinne livet." Mannen var Jarvis 'far, James, som hadde vært hjemløs i årevis, og bodde i huler i parkene i New York City. James Jarvis hadde uteksaminert fra High School of Music and Art klokken 15 og hadde hovedfag i kjemi ved City College. Han hadde vært en psykisk syk narkoman i store deler av sitt senere liv, men i løpet av året før drapet hans - en tilsynelatende motivløs forbrytelse som ikke er løst - hadde han gjort en innsats for å gjeninnføre samfunnet. Erich Jarvis hadde vært nær faren sin, da han kunne finne ham. "Jeg vet ikke hvor mange hjemløse der ute er forskere, " sa han til reporteren. "Men min far var en vitenskapsmann. Han var en oppdagelsesreisende. Han studerte overlevelsesteknikker. Han ønsket å finne den universelle loven i alle lover."
Jarvis har noen teorier om hvordan kulturelle skjevheter har gått inn i hans eget, svært abstrakte vitenskapsfelt. For eksempel mistenker han at rollen som "husholdningsgener", som utfører rutinefunksjoner som å regulere metabolisme eller opprettholde integriteten til celleveggen, har blitt oversett av mange forskere fordi "husvære" blir sett på som uinteressant: "Hvem oppfant dette begrep? Hvorfor er [disse genene] uinteressante? Fordi i fortiden tror jeg at [mannlige forskere] tenkte på konene deres. I familien jeg kommer fra - i de fleste afroamerikanske familier - er husholdning høyt respektert. " Nylig oppdaget laboratoriet hans at aktin, et protein produsert av et av de såkalte "husholdningsgenene", ser ut til å spille en rolle i vokalopplæringen.
Når han ikke reiser, er Jarvis på laboratoriet seks eller syv dager i uken. For lenge siden ga han opp å opptre, selv om han klarer å gå ut å danse en gang i blant med kona, Miriam Rivas, en molekylærbiolog som han møtte på Hunter College og nå er medlem av laboratoriet hans. (En av hennes betingelser for å gifte seg med Jarvis var at han vet hvordan han skulle danse til latin. En av bekymringene deres med å flytte til Durham, North Carolina, var om de kunne finne en passende salsaklubb. De gjorde det.) Han mener det ikke er helt tilfeldig at noen hvis liv var gjennomsyret av musikk endte opp med å studere fuglesang. (Hans kollega hos Duke, nevrobiolog Richard Mooney, som også jobber med sangfugler, er en klassisk gitarist.) Jarvis 'nyeste artikkel dreide seg om frigjøring av dopamin, en nevrotransmitter som styrer hjernens "belønning" -kretsløp, i fuglehjernen under sang. "Vi har ikke data som kan bevise dette, " sier Jarvis, "men implikasjonen er at fuglen får glede av å synge." Så mye av livet, både for menneske og fink, kommer til musikk - og den enestående gaven med å lytte og lære.
Jerry Adler er seniorredaktør i Newsweek som spesialiserer seg i vitenskap. Greg Foster , en frilanser med base i Atlanta, tok fotografiene i historien vår forrige måned om cricket i Amerika.
