Comment les oiseaux apprennent-ils à chanter ?

La plupart des oiseaux qui chantent apprennent leur chant comme un enfant apprend à parler. Le jeune passereau écoute les adultes de son espèce, garde en mémoire un modèle de ce que le chant doit être, puis s’exerce pendant des semaines ou des mois. Il commence par un babillage discret, le sous-chant, puis se fixe sur un chant adulte stable conforme au modèle mémorisé. L’audition est indispensable : en 1965, Masakazu Konishi a montré qu’un oiseau qui ne s’entend pas lui-même ne peut pas apprendre correctement.

Seuls certains oiseaux fonctionnent ainsi. Les passereaux chanteurs, les perroquets et les colibris apprennent leurs vocalisations, alors que beaucoup d’autres oiseaux naissent avec les leurs. Voici comment se déroule l’apprentissage, ce qui se passe dans le cerveau, et ce que cela change quand vous écoutez les merles et les rouges-gorges de votre jardin.

En bref : les étapes de l’apprentissage du chant

1. Écouter. Pendant une période sensible au début de sa vie, le jeune entend des chants d’adultes et les mémorise. C’est la phase sensorielle.
2. Babiller. L’oiseau commence à produire des sons doux, variables et sans structure, le sous-chant, comparable au babillage d’un nourrisson.
3. S’exercer. Au fil des semaines ou des mois, les sons deviennent plus structurés. Cette étape intermédiaire s’appelle le chant plastique.
4. Comparer. L’oiseau compare ce qu’il produit au modèle mémorisé, en se servant de son audition comme retour, et il ajuste.
5. Cristalliser. Le chant devient fixe et stable. Chez beaucoup d’espèces, c’est chose faite pour la première saison de reproduction.

Quels oiseaux apprennent leur chant ?

Les scientifiques reconnaissent trois groupes d’oiseaux capables d’apprentissage vocal :

Les suboscines forment un groupe de comparaison important. Ils appartiennent au même grand ordre que les oiseaux chanteurs, les passériformes, mais la plupart n’ont pas besoin d’entendre des adultes pour développer leur chant. Presque tous vivent en Amérique et sous les tropiques. Dans des expériences classiques de Donald Kroodsma, des moucherolles nord-américains comme le moucherolle phébi, élevés sans entendre leur espèce, ont tout de même développé un chant normal. L’araponga tricaronculé d’Amérique centrale semble faire exception : ses chants seraient appris et changeraient avec le temps.

L’apprentissage vocal est rare chez les animaux. Chez les mammifères, on le connaît chez l’être humain, certaines chauves-souris, les cétacés, les phoques et les éléphants. Les oiseaux l’ont acquis indépendamment plusieurs fois, ce qui en fait un point de comparaison précieux.

Quelle différence entre un chant et un cri ?

Les chants sont en général plus longs, plus complexes, et liés au territoire et à la parade. Les cris sont plus courts et servent à l’alarme, au contact, à la quémande et à la coordination en vol. Beaucoup sont innés, même chez les passereaux, bien que certains cris de contact des perroquets et des fringilles soient appris.

Comment a-t-on découvert que les oiseaux apprennent à chanter ?

Qu’ont montré les études sur le pinson des arbres ?

Dans les années 1950, William Thorpe, à Cambridge, a travaillé sur le pinson des arbres, un oiseau que tout le monde connaît dans les jardins de France. Grâce au sonagraphe, une machine alors nouvelle qui transforme le son en tracé visuel, il pouvait comparer les chants avec précision. Les pinsons élevés isolés produisaient des chants à peu près de la bonne durée et dans la bonne gamme de hauteurs, mais sans la structure normale, notamment sans la fioriture finale si caractéristique. Les oiseaux qui avaient entendu un chant adulte pendant leurs premiers mois l’apprenaient correctement.

Qu’ont montré les études sur le bruant à couronne blanche ?

Dans les années 1960 et 1970, Peter Marler et ses collègues ont prolongé ces travaux avec le bruant à couronne blanche, en Californie. Plusieurs résultats de cette époque restent centraux.

• Il existe une période sensible. Les jeunes bruants apprenaient le mieux à partir d’enregistrements diffusés pendant une fenêtre correspondant à peu près à leurs deux premiers mois. Les chants entendus plus tard avaient beaucoup moins d’effet.
• Les oiseaux sont prédisposés à leur propre espèce. Face à plusieurs chants modèles, les jeunes apprenaient de préférence celui de leur espèce plutôt que ceux d’autres oiseaux. Ils semblent posséder un « gabarit » inné qui les aide à choisir le bon modèle.
• Les oiseaux isolés chantent anormalement. Les bruants élevés sans aucun modèle développaient des chants simples et peu structurés, reconnaissables comme des chants de bruant mais sans les détails locaux.

Pourquoi l’audition est-elle si importante ?

En 1965, Masakazu Konishi a démontré directement le rôle de l’audition. De jeunes bruants rendus sourds après avoir entendu des chants modèles, mais avant de commencer à s’exercer, développaient des chants très anormaux, pires encore que ceux d’oiseaux élevés isolés. Ils avaient en mémoire le bon chant, mais ne pouvaient pas s’entendre pour s’y conformer. Les oiseaux rendus sourds après la cristallisation de leur chant continuaient à chanter assez correctement, au moins pendant un temps.

D’où le modèle en deux temps toujours utilisé : mémoriser, puis s’exercer avec un retour auditif.

Comment un jeune oiseau s’exerce-t-il à chanter ?

Qu’est-ce que le sous-chant ?

Le sous-chant est l’équivalent du babillage chez l’oiseau. Il est discret, décousu et très variable, souvent émis depuis l’intérieur d’un buisson. Les jeunes peuvent en produire pendant de longues périodes. Il ne ressemble pas beaucoup au chant adulte, mais il permet à l’oiseau d’explorer le fonctionnement de son organe vocal, la syrinx.

Qu’est-ce que le chant plastique ?

Vient ensuite le chant plastique. Des fragments reconnaissables du chant adulte apparaissent, mais ils sont instables, dans le désordre ou mêlés à des sons qui seront abandonnés plus tard. Souvent, les jeunes produisent plus de matériel qu’ils n’en garderont, puis en éliminent une partie.

Quand le chant se fixe-t-il ?

Au dernier stade, la cristallisation, le chant devient stéréotypé et se répète sous une forme constante. Chez le diamant mandarin, l’oiseau chanteur le plus étudié en laboratoire, les mâles ont en général terminé leur apprentissage vers trois mois. Chez beaucoup d’espèces migratrices, le processus s’étale davantage : mémorisation au premier été, entraînement à l’automne et en hiver, cristallisation au printemps suivant, quand l’oiseau s’installe sur un territoire.

Les oiseaux apprennent-ils mieux d’un adulte vivant que d’un enregistrement ?

Souvent, oui. Plusieurs études ont montré que les jeunes apprennent plus facilement auprès d’un adulte vivant avec lequel ils interagissent qu’à partir d’un haut-parleur. Chez certaines espèces, l’interaction sociale peut même prolonger la période sensible : l’oiseau apprendra d’un tuteur vivant plus tard qu’il ne le ferait d’un enregistrement. Les nourrissons humains, eux aussi, apprennent mieux les sons de la parole en interaction qu’avec une vidéo.

Que se passe-t-il dans le cerveau pendant l’apprentissage ?

Qu’est-ce que le système du chant ?

Les passereaux chanteurs possèdent un réseau de régions cérébrales dédié à l’apprentissage et à la production du chant. Parmi les éléments clés :

• HVC, une région du cerveau antérieur impliquée dans le rythme et l’enchaînement du chant.
• RA, le noyau robuste de l’arcopallium, relié aux centres du tronc cérébral qui commandent la syrinx et la respiration.
• L’aire X, qui fait partie des ganglions de la base, indispensable à l’apprentissage mais moins nécessaire pour chanter un chant déjà acquis.
• LMAN, une région qui injecte de la variabilité pendant l’entraînement, ce qui aide les jeunes à explorer et à progresser.

Ce système associe une voie motrice et une boucle d’apprentissage par les ganglions de la base, une organisation proche des circuits que nous utilisons pour la parole.

Les oiseaux peuvent-ils fabriquer de nouveaux neurones ?

Les recherches sur le chant ont conduit à l’une des grandes découvertes des neurosciences modernes. Dans les années 1980, Fernando Nottebohm et ses collègues ont montré que les canaris adultes ajoutent de nouveaux neurones à leur système du chant. Le canari modifie son répertoire d’une année à l’autre, et la taille de ses régions du chant varie selon les saisons. Ces travaux ont contribué à renverser l’idée, longtemps admise, que le cerveau d’un vertébré adulte ne fabrique plus de neurones.

Oiseaux et humains partagent-ils des gènes de l’apprentissage vocal ?

En partie. Le gène FOXP2, associé chez l’être humain à un trouble héréditaire de la parole et du langage, est aussi actif dans le système du chant des passereaux. Des expériences qui réduisaient l’activité de FOXP2 dans l’aire X de jeunes diamants mandarins ont conduit à des copies de chant incomplètes et imprécises. Des études génomiques ont aussi trouvé des profils d’activité génétique semblables dans les circuits du chant et de la parole, d’où le statut du chant des oiseaux comme meilleur modèle animal de l’apprentissage de la parole.

Comment les perroquets et les colibris apprennent-ils leurs sons ?

La plupart des recherches portent sur les passereaux, mais les deux autres groupes montrent la même capacité de base, avec leurs particularités.

Comment les perroquets apprennent-ils leurs cris ?

Les perroquets sauvages utilisent des cris de contact appris pour repérer leurs compagnons de groupe et leur partenaire. Des études sur des perruches ondulées captives ont montré que des oiseaux réunis convergent peu à peu vers des caractéristiques de cri communes, une sorte de signature du groupe. Au Venezuela, une étude de Karl Berg publiée en 2011 sur le toui été sauvage suggère que les poussins apprennent leur cri de contact individuel des adultes qui les élèvent, un peu comme si les parents leur donnaient un nom. Ils continuent aussi d’apprendre toute leur vie.

Leur cerveau possède en outre une « coquille » supplémentaire d’aires vocales autour des régions centrales, que certains chercheurs relient à leur talent d’imitateur.

Comment les colibris apprennent-ils à chanter ?

Plusieurs espèces de colibris, oiseaux qui ne vivent que sur le continent américain, apprennent leur chant. Le mâle du colibri d’Anna, dans l’ouest de l’Amérique du Nord, émet un chant grinçant et bourdonnant depuis un perchoir, et les études sur les jeunes indiquent qu’il est appris. Chez certains ermites tropicaux, les mâles qui paradent ensemble sur des leks partagent des types de chant locaux qui diffèrent d’un lek voisin à l’autre, un schéma typique des sons appris.

Comme l’apprentissage vocal existe chez les passereaux chanteurs, les perroquets et les colibris mais pas chez leurs plus proches parents, la plupart des chercheurs pensent qu’il est apparu séparément dans chaque groupe, ou qu’il a été perdu à plusieurs reprises. C’est un bel exemple d’évolution convergente.

Combien de chants un oiseau peut-il apprendre ?

La taille du répertoire varie énormément.

• Certains oiseaux ont un seul type de chant. Beaucoup de mâles de bruant à couronne blanche chantent pour l’essentiel un seul chant toute leur vie.
• D’autres en ont quelques-uns à une douzaine. Le pinson des arbres possède en général quelques types de chant, et le bruant chanteur d’Amérique du Nord en alterne plusieurs.
• Certains en ont des centaines. Le rossignol philomèle est connu pour son très grand répertoire, tout comme le troglodyte des marais d’Amérique du Nord, et le moqueur roux est souvent cité comme dépassant le millier de types de chant.
• Certains copient d’autres espèces. L’étourneau sansonnet, le moqueur polyglotte et les ménures d’Australie imitent de nombreux oiseaux et parfois des bruits mécaniques. La rousserolle verderolle, qui niche en Europe et hiverne en Afrique, est célèbre pour glisser dans son chant des imitations de dizaines d’espèces européennes et africaines.

Pour nos lecteurs du Québec et d’Amérique du Nord, notre fiche sur le moqueur polyglotte présente l’un des imitateurs les plus doués du continent, et notre page sur le bruant chanteur décrit un chanteur à répertoire classique.

Un oiseau adulte peut-il continuer à apprendre ?

Les oiseaux se répartissent en gros en deux groupes.

Les espèces à apprentissage fermé apprennent pendant leur première année, puis gardent un chant largement figé. Le diamant mandarin et le bruant à couronne blanche en sont des exemples typiques.

Les espèces à apprentissage ouvert continuent d’ajouter ou de modifier du matériel à l’âge adulte. Le canari remanie son chant chaque saison. L’étourneau continue d’intégrer de nouveaux sons. Beaucoup de perroquets apprennent de nouveaux cris toute leur vie, ce qui explique que les perroquets de compagnie puissent encore acquérir des mots.

Certaines espèces se situent entre les deux. Elles apprennent pendant leur première année mais ajustent leur chant quand elles s’installent dans une nouvelle zone et doivent imiter leurs voisins. Cela mène naturellement à la question des dialectes, que nous abordons dans les oiseaux ont-ils des accents régionaux.

Comment les oiseaux parasites apprennent-ils le bon chant ?

Le coucou gris en Europe et le vacher à tête brune en Amérique du Nord sont élevés par d’autres espèces. Comment finissent-ils par chanter comme leurs congénères ? Le coucou a un chant simple, le fameux « cou-cou », apparemment inné. Le vacher est un passereau chanteur et apprend bel et bien, mais il semble avoir de fortes prédispositions innées et apprendre auprès d’autres vachers après avoir quitté ses parents adoptifs. Les réactions des femelles à certaines versions du chant semblent aussi le façonner. Notre guide sur pourquoi certains oiseaux pondent dans le nid des autres raconte l’histoire côté parasite.

Que se passe-t-il quand un jeune n’a personne dont apprendre ?

L’apprentissage du chant dépend de la présence d’adultes à proximité, ce qui crée un risque pour les espèces menacées. Le méliphage régent, dans le sud-est de l’Australie, ne compte plus que quelques centaines d’individus sauvages. Une étude de 2021 dirigée par Ross Crates a rapporté que beaucoup de mâles sauvages chantent désormais des chants inhabituels, et que certains chantent ceux d’autres espèces, apparemment parce que les jeunes entendent rarement des adultes de leur espèce. Les mâles au chant atypique avaient moins de chances de se reproduire avec succès. On fait désormais écouter des chants sauvages enregistrés aux oiseaux nés en captivité avant leur relâcher, comme dans les expériences des années 1960.

Idées reçues sur l’apprentissage du chant

Ce que cela change pour l’observateur au jardin

Pourquoi entend-on des chants étranges à la fin de l’été et en automne ?

Les jeunes nés au printemps s’exercent à leur sous-chant et à leur chant plastique, souvent au cœur des haies et des massifs. En fin d’été, on entend ainsi des merles ou des rouges-gorges gazouiller à voix basse, presque à bec fermé. Certains adultes chantent aussi plus doucement et de façon moins structurée hors de la saison de reproduction.

Les applications d’identification se trompent-elles avec les jeunes ?

Oui. Les applications sont surtout entraînées sur des chants adultes typiques. Les chants d’entraînement, les imitations et les variantes régionales peuvent produire des suggestions étranges. Notre guide pour utiliser Merlin Sound ID sans se faire piéger explique comment vérifier.

Est-ce un bon moment pour apprendre les chants soi-même ?

Le printemps, quand les chants sont cristallisés et émis souvent, est la période la plus facile. Commencez par un petit nombre d’espèces communes et apprenez-les bien, comme nous le proposons dans reconnaître les chants d’oiseaux en commençant par 10 chants. Si vous vous demandez pourquoi l’aube est si bruyante, pourquoi les oiseaux chantent le matin explique le chœur de l’aube. Pour contribuer à la science, Vigie-Nature (Muséum national d’Histoire naturelle) et la LPO proposent des suivis participatifs ouverts à tous.

L’essentiel en quelques points

• Les passereaux chanteurs, les perroquets et les colibris apprennent leurs vocalisations ; la plupart des autres oiseaux non.
• Les jeunes mémorisent des chants pendant une période sensible, puis s’exercent.
• L’entraînement passe du sous-chant au chant plastique, puis au chant cristallisé.
• S’entendre chanter est indispensable pour que le jeune se conforme à son modèle.
• Les passereaux possèdent un réseau cérébral dédié au chant, dont HVC, RA et l’aire X.
• Le canari adulte fabrique de nouveaux neurones, une découverte qui a changé les neurosciences.
• Le gène FOXP2 intervient à la fois dans la parole humaine et dans l’apprentissage du chant.
• Une espèce menacée peut perdre son chant quand les jeunes manquent de modèles.

Sources

• Brainard, M. S. et Doupe, A. J. (2002). What songbirds teach us about learning. Nature
• Doupe, A. J. et Kuhl, P. K. (1999). Birdsong and human speech: common themes and mechanisms. Annual Review of Neuroscience
• Odom, K. J. et al. (2014). Female song is widespread and ancestral in songbirds. Nature Communications
• Crates, R. et al. (2021). Loss of vocal culture and fitness costs in a critically endangered songbird. Proceedings of the Royal Society B
• LPO, Ligue pour la protection des oiseaux
• Vigie-Nature, sciences participatives du Muséum national d’Histoire naturelle