Song sparrows fail to discriminate between current and historical songs

Resumo Técnico: Pardais-canoros falham em discriminar entre cantos atuais e históricos

Definição do Problema
O canto dos pássaros serve como um modelo primário para o estudo da evolução cultural, que se hipotetiza ocorrer de forma mais rápida do que a evolução genética. Pesquisas anteriores demonstraram que o canto evolui ao longo de períodos de 20 a 30 anos em espécies com baixa variabilidade de canto dentro da população, como o pardal-de-coroa-branca e o pardal-da-savana. Nestas espécies, machos territoriais exibem respostas agressivas mais fortes a cantos "atuais" em comparação com cantos "históricos" registrados décadas antes, indicando uma discriminação funcional da mudança cultural. No entanto, permanece incerto se essa discriminação persiste em espécies com alta diversidade de canto dentro da população. O pardal-canoro (Melospiza melodia) apresenta um caso único: ao contrário dos pardais anteriormente estudados, onde os machos tipicamente cantam um único tipo de canto, o pardal-canoro possui repertórios amplos (5 a 13 tipos por macho) e exibe um baixíssimo compartilhamento de canto entre vizinhos, resultando em centenas de tipos de canto distintos dentro de uma população local. Este estudo investiga se tal alta variabilidade populacional impede a capacidade dos pardais-canoros de discernir mudanças temporais na cultura de canto de sua espécie.

Metodologia
O estudo empregou um experimento de reprodução (playback) territorial conduzido no noroeste da Pensilvânia (Pymatuning State Park e áreas circundantes) entre 11 e 29 de maio de 2025. O desenho experimental replicou um estudo anterior de discriminação espacial (Searcy et al., 1997), mas substituiu a variação espacial pela variação temporal.

• Estímulos: Dois conjuntos de estímulos de canto foram utilizados: cantos "históricos" registrados na área de estudo durante 1992–1994 e cantos "atuais" registrados em 2021. Para controlar as diferenças nos equipamentos de gravação e no ruído de fundo, pesquisadores cegos ao tratamento avaliaram os níveis de ruído e adicionaram ruído de fundo da era correspondente para equalizar o ambiente acústico.
• Sujeitos: 24 machos de pardal-canoro detendo territórios na área de estudo foram testados. Cada macho recebeu dois ensaios de playback (um histórico e um atual) separados por 2 a 4 dias, com a ordem randomizada.
• Protocolo de Playback: Cada conjunto de estímulos consistia em dois tipos de canto do respectivo período, tocados em uma sequência específica (9 repetições do Tipo A, 9 do Tipo B, 9 do Tipo A, 9 do Tipo B) ao longo de um período de 6 minutos, seguido por uma observação de 3 minutos pós-playback.
• Medição de Resposta: A principal métrica de resposta foi a distância do sujeito até o alto-falante, registrada em intervalos de 5 segundos e categorizada em faixas de distância (<2m a >16m). As distâncias médias foram calculadas para os primeiros 3 minutos de playback, os segundos 3 minutos, o período de 3 minutos pós-playback e o ensaio total de 9 minutos.
• Análise Estatística: Os dados foram analisados por meio de modelos multiníveis Bayesianos (pacotes R brms e bayestestR) com ID de indivíduo e ID de gravação como efeitos de nível de grupo para considerar medidas repetidas. Regressões de kernel não paramétricos foram utilizadas como validação secundária.
• Análise de Similaridade de Canto: Para verificar se a evolução cultural havia ocorrido, os pesquisadores compararam os 24 cantos históricos e os 24 cantos atuais contra um banco de dados de repertórios completos de 20 machos contemporâneos (registrados em 2021–2025). A similaridade foi avaliada com base no compartilhamento de canto completo (correspondência de ≥2/3 das frases) e no compartilhamento de frases introdutórias, com peso maior para elementos introdutórios, que são críticos para a classificação do pardal-canoro.

Resultos Principais

1. Evidência de Evolução Cultural: A análise de similaridade de canto confirmou que ocorreu uma evolução cultural mensurável durante o intervalo de 27–29 anos. Embora o compartilhamento de canto completo tenha sido negligenciável para ambos os cantos históricos e atuais (consistente com as baixas taxas de compartilhamento da espécie), o compartilhamento de frases introdutórias diferiu significativamente. Os cantos de playback atuais compartilharam frases introdutórias com a população contemporânea em uma taxa significativamente maior (proporção média = 0,00833) do que os cantos de playback históricos (proporção média = 0,00154; P = 0,018).
2. Falta de Discriminação Comportamental: Apesar da mudança documentada na prevalência de frases introdutórias, o experimento de playback não revelou diferença na agressão territorial entre os cantos históricos e atuais.
   • Modelos multiníveis Bayesianos indicaram que o tratamento de playback (histórico vs. atual) não teve efeito credível na distância de aproximação durante qualquer um dos três períodos de 3 minutos ou durante a duração total do ensaio. Os efeitos estimados do tratamento ficaram bem dentro dos intervalos de confiança de 95% em torno de zero.
   • Regressões de kernel não paramétricas confirmaram esses achados, mostrando nenhum efeito significativo do tratamento ou da ordem do ensaio na resposta das aves.
   • As respostas medianas e as sobreposições de distribuição foram quase congruentes em todos os blocos de tempo.

Contribuições Principais
Este estudo fornece um teste crítico da hipótesidade de que a alta diversidade de canto dentro da população impede a discriminação de mudanças evolutivas culturais. Ao demonstrar que os pardais-canoros falham em distinguir cantos separados por quase três décadas — apesar de os cantos terem mudado objetivamente em sua composição de frases introdutórias — os autores estendem o padrão observado em rouxinóis-da-noite (uma espécie de alta diversidade) para uma segunda espécie de alta diversidade. Isso contrasta com as espécies de baixa diversidade (pardal-de-coroa-branca e pardal-da-savana) que exibem discriminação temporal. Os resultados sugerem que o "ruído" criado pela alta variabilidade individual nos repertórios de canto pode obscurecer sinais temporais que são, de outra forma, detectáveis em populações mais uniformes.

Significância
O artigo conclui que a evolução cultural mensurável no canto dos pássaros pode ocorrer sem consequências funcionais para os receptores. Na população de pardal-canoro estudada, a abundância relativa de frases introdutórias mudou significativamente ao longo de 27–29 anos, contudo, as aves responderam a esses cantos "históricos" com a mesma intensidade que aos cantos "atuais". Isso implica que a falha em discriminar não é maladaptativa; em vez disso, as mudanças temporais observadas provavelmente carecem de valor adaptativo (por exemplo, não são impulsionadas por mudanças ambientais como poluição sonora ou densidade de vegetação que alterariam a eficiência da transmissão do sinal). Consequentemente, a pressão seletiva para distinguir entre variantes de canto atuais e históricas pode estar ausente em espécies onde a diversidade de canto é alta e as mudanças são não-adaptativas. Os achados apoiam a hipótesia mais ampla de que a alta diversidade de canto ao nível populacional torna difícil para os receptores discernir mudanças temporais, potencialmente limitando o impacto funcional da evolução cultural em tais sistemas.