Biomecánica de vocalizaciones en aves suboscinas

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Las aves son un modelo animal ampliamente estudiado en el campo de la producción vocal. Han generado gran interés debido a las similitudes entre sus mecanismos físicos de producción sonora, con el caso de los humanos. Sin embargo, existe un sesgo considerable en cuanto a las especies que se han estu...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Döppler, Juan Francisco
Otros Autores: Mindlin, Gabriel Bernardo
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2022
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7311_Doppler
http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n7311_Doppler_oai
Aporte de:
Repositorio Digital de la Universidad de Buenos Aires (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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description Las aves son un modelo animal ampliamente estudiado en el campo de la producción vocal. Han generado gran interés debido a las similitudes entre sus mecanismos físicos de producción sonora, con el caso de los humanos. Sin embargo, existe un sesgo considerable en cuanto a las especies que se han estudiado. Debido a las similitudes adicionales que presentan en el proceso de aprendizaje, la gran mayor ía del conocimiento generado refiere a un grupo de especies conocidas como oscinas, que componen alrededor del 40 % de las especies de aves conocidas. Las aves suboscinas son parientes cercanos, en términos filogenéticos, de las aves oscinas. Debido a que usualmente se considera que no poseen aprendizaje vocal, y a causa de su distribución geográfica (principalmente distribuidas en América del Sur y América Central) el conocimiento sobre sus mecanismos de control acústico es mucho más acotado en estas aves. Sin embargo, recientemente se han realizado estudios en distintas especies suboscinas que han demostrado que usan novedosas estrategias para enriquecer sus vocalizaciones. Estas estrategias han demostrado la posibilidad de suplir la falta de un control neuronal tan sofisticado como el de las aves oscinas con la explotación de mecanismos dinámicos en la periferia biomecánica. En esta tesis se estudia en primer lugar un novedoso mecanismo de control utilizado por el benteveo (Pitangus sulphuratus), un ave suboscina ampliamente extendida en América Central y del Sur. En primera instancia, se determinó el rol que cumple el músculo más prominente de la siringe, su órgano vocal. En segunda instancia, se desarrolló un modelo físico que captura dicho rol y explica su origen dinámico. En la segunda parte de esta tesis se demuestra la producción de prácticas durante el sueño en un músculo siríngeo en benteveos. En estas prácticas se observan patrones de actividad electromiográfica similares a los producidos durante el canto, sin la producción concurrente de sonido. Este fenómeno de práctica siríngea ha sido descrito recientemente en aves oscinas. Aunque su rol específico no ha sido dilucidado, una de las hipótesis sostiene que están involucrados en el proceso de aprendizaje. El descubrimiento de estas prácticas en especies cuyo canto es innato desafía esta hipótesis, poniendo en un nuevo contexto los resultados en aves oscinas, y pone en evidencia la necesidad de ampliar la diversidad de especies estudiadas. Finalmente, utilizando el modelo dinámico de las fuentes sonoras se demuestra la factibilidad de utilizar a la periferia biomecánica como una herramienta para convertir las instrucciones del sistema nervioso que llegan a los músculos en sonido. Este proceso de traducción puede extenderse al caso de las prácticas nocturnas, en las que se observa una mayor variabilidad respecto a la actividad diurna. El proceso de síntesis desarrollado abre la puerta a nuevas líneas de investigación, en las que pueden estudiarse cuantitativamente y en términos de comportamiento las prácticas nocturnas.
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Debido a que usualmente se considera que no poseen aprendizaje vocal, y a causa de su distribución geográfica (principalmente distribuidas en América del Sur y América Central) el conocimiento sobre sus mecanismos de control acústico es mucho más acotado en estas aves. Sin embargo, recientemente se han realizado estudios en distintas especies suboscinas que han demostrado que usan novedosas estrategias para enriquecer sus vocalizaciones. Estas estrategias han demostrado la posibilidad de suplir la falta de un control neuronal tan sofisticado como el de las aves oscinas con la explotación de mecanismos dinámicos en la periferia biomecánica. En esta tesis se estudia en primer lugar un novedoso mecanismo de control utilizado por el benteveo (Pitangus sulphuratus), un ave suboscina ampliamente extendida en América Central y del Sur. En primera instancia, se determinó el rol que cumple el músculo más prominente de la siringe, su órgano vocal. En segunda instancia, se desarrolló un modelo físico que captura dicho rol y explica su origen dinámico. En la segunda parte de esta tesis se demuestra la producción de prácticas durante el sueño en un músculo siríngeo en benteveos. En estas prácticas se observan patrones de actividad electromiográfica similares a los producidos durante el canto, sin la producción concurrente de sonido. Este fenómeno de práctica siríngea ha sido descrito recientemente en aves oscinas. Aunque su rol específico no ha sido dilucidado, una de las hipótesis sostiene que están involucrados en el proceso de aprendizaje. El descubrimiento de estas prácticas en especies cuyo canto es innato desafía esta hipótesis, poniendo en un nuevo contexto los resultados en aves oscinas, y pone en evidencia la necesidad de ampliar la diversidad de especies estudiadas. Finalmente, utilizando el modelo dinámico de las fuentes sonoras se demuestra la factibilidad de utilizar a la periferia biomecánica como una herramienta para convertir las instrucciones del sistema nervioso que llegan a los músculos en sonido. Este proceso de traducción puede extenderse al caso de las prácticas nocturnas, en las que se observa una mayor variabilidad respecto a la actividad diurna. El proceso de síntesis desarrollado abre la puerta a nuevas líneas de investigación, en las que pueden estudiarse cuantitativamente y en términos de comportamiento las prácticas nocturnas. Birds are an animal model widely studied in the field of vocal production. They have generated great interest due to the similarities with the human case regarding their physical mechanisms of sound production. However, there is a considerable bias in terms of the species that have been studied. Due to additional similarities in the learning process, the vast majority of the knowledge generated refers to a group of species known as oscines, which make up about 40 % of the known bird species. Suboscine birds are close relatives, in phylogenetic terms, of oscine birds. Because they are usually considered to lack vocal learning, and due to their geographic distribution (they are mainly distributed in South and Central America), knowledge about their acoustic control mechanisms is much more limited in these birds. However, recent studies in different suboscine species have shown that they use novel strategies to enrich their vocalizations. These strategies have demonstrated the possibility of making up for the lack of such sophisticated neural control as in oscine birds by exploiting dynamical mechanisms in the biomechanical periphery. In this thesis it is first discussed a novel control mechanism used by the Great Kiskadee (Pitangus sulphuratus), a suboscine bird very common in Central and South America. First, the role of the most prominent muscle of the syrinx, its vocal organ, was determined. Secondly, a physical model was developed that captures this role and explains its dynamical origin. In the second part of this thesis, the production of muscle replays during sleep in a syringeal muscle in kiskadees is demonstrated. In these practices, patterns of electromyographic activity similar to those produced during singing are observed, without the concurrent production of sound. This syringeal replay phenomenon has recently been described in oscine birds. Although their specific role has not been elucidated, one hypothesis holds that they are involved in the learning process. The discovery of these practices in species whose song is innate challenges this hypothesis, putting the results in oscine birds in a new context, and highlights the need to expand the diversity of species studied. Finally, using a dynamical model of sound sources the feasibility of using the biomechanical periphery as a tool to convert nervous system instructions reaching the muscles into sound is demonstrated. This translation process can be extended to the case of nocturnal practices, where a greater variability is observed with respect to daytime activity. The synthesis process developed opens the door to new lines of research, in which nocturnal practices can be studied quantitatively and behaviorally. Fil: Döppler, Juan Francisco. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. application/pdf https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7311_Doppler spa Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar Biomecánica de vocalizaciones en aves suboscinas Biomechanics of vocalizations in suboscine birds info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n7311_Doppler_oai

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