Vocalisation des oiseaux

La plupart des espèces chantent, les espèces qui ne chantent jamais, comme les cigognes, font plutôt exception. Les rossignols et les Passeri sont reconnus pour leur chant. Ce sont les mâles qui ont en général le chant le plus complexe pour séduire les femelles ou marquer leur territoire. Ils chantent donc le plus souvent au printemps dans les régions boréales, mais les espèces qui élèvent deux couvées par saison, comme les troglodytes, chantent entre les couvées[4]. Ils possèdent un répertoire de chants, avec un chant précis pour certaines situations. Certaines espèces peuvent chanter en duo. Les chants peuvent évoluer en fonction de la saison des amours.

Chez certaines espèces, le chant est inné tandis que pour d'autres — comme le Pinson des arbres — le chant est appris à l'écoute des oiseaux de la même espèce (oisillon écoutant et imitant les vocalisations des adultes qui l'entourent en émettant d'abord un babil puis un chant rudimentaire et enfin le chant pur lors de la « période de cristallisation »[5]) mais peut aussi inclure des vocalises d'autres espèces. Il en résulte que chaque population dispose de ses chants propres et que chaque individu a sa propre particularité vocale. Si les jeunes oiseaux peuvent chanter, ils n'ont pas la dextérité de leurs aînés (la plupart du temps mâle), l'aptitude à chanter s'affinera en vieillissant. Si cette période d'apprentissage, chez certaines espèces comme le Diamant mandarin, est perturbée, la capacité à chanter se dégrade. Chez cette espèce il faut 20 jours pour que l'oisillon s'imprègne des vocalises de l'adulte et 35 jours pour développer le sien. À 90 jours, devenu adulte, son chant ne varie plus.

Le chant joue un rôle social important, car on sait qu'un oiseau isolé ou sans femelle chante plus fort qu'en couple. Cette caractéristique est utilisée pour faire parler les Psittacidae et les mainates. Il sert également de cohésion quand les oiseaux se rassemblent en rondes. Le chant sert aussi aux mâles pour séduire les femelles et revendiquer un territoire. Il en résulte que des mâles, privés de cette aptitude, gardent plus difficilement leur territoire[6].

De nombreux oiseaux émettent des cris d'alarme, éventuellement reconnus par d'autres espèces, tel le cri du geai des chênes qui semble alerter d'autres espèces que des intrus se présentent sur leur territoire. L'enregistrement de cris d'alarme a été utilisé comme effaroucheur d'oiseau, en ne gardant que les signaux de détresse, pour éloigner certains groupes d'oiseaux des pistes d'aérodromes[7] ou d'espaces verts urbains.

Les perroquets et les mainates sont connus pour leurs capacités à mémoriser et répéter une grande variété de sons, dont le langage humain, mais certains oiseaux sont capables d'imiter d'autres espèces ou même différents bruits. Le Loriot peut par exemple imiter le miaulement du chat. L'Oiseau-lyre superbe quant à lui peut imiter une foreuse ou un appareil photo[8].

Trois groupes d'oiseaux sont capables d'imiter d'autres oiseaux : la famille des Psittacidés (perruches et perroquets), la famille des Trochilidés (colibris) et le sous-ordre des Oscines ou Passeri (environ les deux tiers des passereaux tels que le Merle noir, le Rossignol philomèle et le Canari).

L'organe vocal aviaire s'appelle le syrinx. C'est une structure cartilagineuse au fond de la trachée qui possède deux cavités ou pavillons. Cette structure, à laquelle s'ajoute pour certaines espèces une poche d'air formant une caisse de résonance, vibre et produit des sons en faisant changer les volumes des membranes des cavités. Les oiseaux peuvent commander les vibrations de chacune des cavités indépendamment ce qui permet à certaines espèces de produire deux « notes » simultanément.

Sur les 23 ordres d'oiseaux, seuls trois ordres regroupent des oiseaux avec la capacité d'apprendre leurs vocalises, les Trochiliformes, les Passeriformes, les Psittaciformes. Ils apprennent d'une manière assez semblable à la façon dont les enfants apprennent à parler. Ils doivent mémoriser les sons et les reproduire dans un bon contexte. Il a été montré, par contre que les Galliformes ne reproduisent les sons que d'une façon innée.

Ces trois ordres d'oiseaux ne sont pas très proches pourtant leurs adaptations sont similaires. Il a été montré que ces oiseaux utilisent les sept même aires de leur cerveau pour vocaliser et que ces aires ne sont pas présentes pour les espèces des autres ordres. Ceci soulève une question sur l'évolution des oiseaux. Soit ils héritent tous d'un ancêtre commun disposant de ces facultés, perdue pour les autres ordres, soit il s'agit d'une convergence évolutive « normale » liée à la structure des cerveaux des oiseaux.

Cette dernière est, selon certains auteurs, un exemple de convergence évolutive[9], ce phénomène est identique aux ressemblances observées chez les cétacés et les Homo sapiens. Cette similitude est étudiée pour comprendre comment quelques mammifères ont développé la capacité de vocaliser pour s'exprimer.

Les diamants mandarins sont très utilisés pour étudier les capacités d'interprétation des sons par le cerveau chez les oiseaux, grâce à leur capacité à reconnaître et réagir aux chants de leurs congénères. Leurs chants sont innés.

Les oiseaux possèdent un système d'audition moins sophistiqué que celui des mammifères et, sauf exceptions, pas d'organe externe, mais disposent cependant pour certains d'entre eux d'une audition extrêmement fine. Certaines espèces sont capables de reconnaître la signature vocale d'autres individus, même après plusieurs mois, comme les couples de manchots sont capables de se reconnaître parmi des centaines d'individus grâce à l'effet cocktail party[10].

Sonagramme du chant d'un oiseau [13]. À partir d'un certain degré de complexité, ce chant peut se subdiviser[14] en éléments ou « notes », en syllabes ou motifs[15] (combinaison de « notes » systématiquement associées, traduites sous forme d'onomatopées, à vocation mnémotechnique), et en phrases ou strophes (combinaison de motifs, répétée dans le chant)[16]. La terminologie dans ce domaine n'étant pas fixée, une certaine confusion règne encore dans l'emploi de ces termes[17].

L'être humain sait reconnaître certaines vocalisations et les reproduire depuis des milliers d'années. Cette capacité lui permet d'identifier l'oiseau et même de le tromper — elle lui a aussi été utile pour la chasse. Les appeaux sont des leurres qui imitent les vocalises afin d'attirer des oiseaux pour les chasser. Les humains ont d'ailleurs cherché à reproduire ces vocalises avec certains automates au XVII^e siècle.

Sonagramme d'un chant de Mésange charbonnière : strophe à motifs dissyllabiques[18].

Ce n'est pourtant que récemment que l'être humain a cherché à mieux connaître la signification de ces vocalisations.

Le premier enregistrement de chant a été fait par Ludwig Koch en Allemagne en 1889[19]. La suivante par le biologiste américain Sylvester Judd en 1898. L'enregistrement en milieu naturel pose de nombreux problèmes techniques liés à l'isolation du son. Le premier enregistrement de bonne qualité en milieu naturel n'a été réalisé qu'en 1932 lorsqu'une une équipe de l'université Cornell dirigée par Arthur Allen a mis au point les instruments et les techniques nécessaires. Après avoir isolé les chants, cette équipe les a fait écouter à d'autres oiseaux et a observé les réactions de ceux-ci. Les vocalises ont particulièrement été étudiées depuis les années 1950 grâce à des magnétophones par l'éthologiste Peter Robert Marler (en)[20]. Aujourd'hui, on analyse directement les sonagrammes.

On a depuis découvert qu'au sein de métapopulations animales pouvaient exister des sortes de « dialectes locaux » ou « dialectes phonologiques ». Chez les oiseaux, ces dialectes se définissent comme des variations de chant partagées par une population locale d'oiseaux, variations différentes de celles partagées au sein d'autres populations[22], alors qu'une même population a des signatures de groupes en commun (exemple bien étudié : le Pinson des arbres). Les émissions sonores des oiseaux peuvent être découpées en groupes de syllabes (l'alouette émet jusqu'à 700 syllabes différentes) et motifs, et être ainsi retranscrites[23].

Des variations saisonnières du chant se produisent : chez le canari durant la saison des amours, son chant est composé à partir de 20 à 40 types de syllabes différentes. À la fin de l'été, ce chant devient plus pauvre puis à partir du mois d'octobre se restructure avec l'apparition de nouvelles syllabes. En janvier, le chant redevient instable, plus restreint, enfin en février le chant s'enrichit à nouveau de nouvelles syllabes[24]. Le « centre vocal supérieur », région du cerveau du canari mâle adulte impliquée dans l'apprentissage du chant, est capable de plasticité neuronale, son volume augmentant lors de l'enrichissement du chant, diminuant lors de l'appauvrissement. Cette variation est due à un processus de neurogenèse et de neurodégénerescence sous l'influence d'hormones dont la testostérone[25].

De plus, la complexité du chant d'un groupe au sein d'une espèce aviaire serait un bon indicateur de la bonne santé globale de la population de cette espèce[26]. Par exemple, les mâles des populations de Sirli de Dupont (sirli ricoti) comprenant le plus d'individus (supposées les moins enclines à l'extinction) émettent des chants plus complexes que les autres, peut-être en raison d'une moindre compétition au moment de l'accouplement et d'un contexte « culturel » plus pauvre. Ceci laisse penser que l'étude des chants de population d'oiseaux pourrait donner des informations sur leur degré de menace d'extinction.

Une étude sur le Moineau du Japon en 2011 confirme les découvertes sur les étourneaux cinq ans plus tôt : le chant de Lonchura striata domestica possède une syntaxe et une grammaire élaborées avec un phénomène récursif[27].

Chez les oiseaux, les réseaux de connexions nerveuses et les régions de leur cerveau impliquées dans l'apprentissage et la production du chant ressemblent aux régions et réseaux du cerveau humain impliquées dans la reconnaissance et l'apprentissage du langage oral ainsi que de la production de la parole[28].

« Les chants sont émis dans des milieux physiques et biologiques qui vont les transformer. Au cours de leur propagation dans l’environnement, ils vont subir des fluctuations d’amplitude, des filtrations fréquentielles sélectives et des traînées[29] ».

• On observe à travers l'histoire de la musique plusieurs compositeurs influencés par les chants d'oiseaux ; signalons Janequin (Le Chant des Oiseaux) et Wagner (Siegfried).
• C'est avant tout le compositeur français Olivier Messiaen qui étudia de manière approfondie les différents chants d'oiseaux à travers le monde et les intégra dans son œuvre (Catalogue d'oiseaux ; Quatuor pour la fin du temps).
• Dans le jazz, Eric Dolphy s'inspira des chants d'oiseaux pour utiliser des intervalles microtonaux[30].
• Restera-t-il un chant d'oiseau, une chanson de Jean Ferrat.

Au niveau acoustique, le chant ou le cri d'un oiseau est à la frontière de la musique et du langage parlé. Le chant ou le cri d'un oiseau est en effet une succession temporelle de sons, entrecoupée de silences et découpée en phrases répétitives. La phrase (ou strophe) est, par définition, le plus grand motif répétitif terminé par un silence (exemple : phrase "rou.rouhh rou" correspondant au chant de la tourterelle turque).

• En musique, le son (musical) est caractérisé par une hauteur, une intensité, une durée et un timbre. Quant au silence, il est caractérisé par une durée.
• Concernant les oiseaux, la hauteur des sons (fréquence de leur fondamentale) n'est pas un trait saillant de la phrase alors que le timbre des sons (fréquence des harmoniques de rang supérieur) l'est. Tout son prononcé n'est pas en effet une simple note de musique ou groupe de notes, mais une syllabe composée de phonèmes, comme dans le langage parlé. Par exemple, le cri de la chouette hulotte ("ouh.iiik") comporte deux syllabes "ouh" et "iiik", composées elles-mêmes des phonèmes "ou", "i" et "k".
• Ainsi, une phrase peut se décomposer en mots et chaque mot en sons, un son étant une simple syllabe. Une grammaire formelle du codage des chants et des cris des oiseaux est alors possible, en combinant musique et langage parlé (voir référence en Liens externes).
• Par ailleurs, il est possible de qualifier efficacement en français le chant et les cris des oiseaux à partir des sons composant la phrase qu'ils émettent (voir sujet Symbolisme phonétique). Par exemple, le cri de la chouette hulotte ("ouh.iiik") peut être qualifié de "profond" et de "perçant" correspondant respectivement aux deux premiers phonèmes "ou" et "i".

• Hervé Millancourt, Qui chante dans mon jardin ? : identifiez plus de 50 animaux (oiseaux, grenouilles, insectes...), Paris, Larousse, 2020, 144 p. (ISBN 978-2-03-596849-4) , un livre accompagné d'un CD et d'un Qrcode
• André Bossus et François Charron, Le chant des oiseaux : comprendre, reconnaître, enregistrer, Sang de la Terre, 1997, 206 p. (ISBN 978-2-86985-089-7)
• Sterckeman, Le chant des oiseaux, Genève/Montreuil, Astrabile, 2002 (ISBN 2-940329-02-8), une bande dessinée
• Maxime Metzmacher & François Mairy, « Variations géographiques de la figure finale du chant du Pinson des arbres, Fringilla c. coelebs L. », Le Gerfaut, vol. 62 : 215 – 244,‎ 1972
• Maxime Metzmacher, « La transmission du chant chez le Pinson des arbres (Fringilla c. coelebs) : phase sensible et rôle des tuteurs chez les oiseaux captifs », Alauda, vol. 63 : 123 – 134,‎ 1995
• (en) Erich D. Jarvis, Sidarta Ribeiro, Maria Luisa da Silva, Dora Ventura, Jacques Vielliardk & Claudio V. Mello, « Behaviourally driven gene expression reveals song nuclei in hummingbird brain », Nature, vol. 406,‎ août 2000 (lire en ligne)
• Adam Fishbein, « Le chant crypté des oiseaux », Pour la science, n^o 540,‎ octobre 2022, p. 36-43

• Duo (zoologie)
• Chœur de l'aube
• Évolution du chant chez les oiseaux
• Parade nuptiale aviaire
• Le merle noir, une composition musicale
• Liste de cris d'animaux
• Onomatopées d'oiseaux dans plusieurs langues

• « Le chant », sur oiseau.net
• « Partager les sons d'oiseaux du monde entier », sur xeno-canto.org
• Exemples de chants d'oiseaux sur l'audioblog de Sonatura
• « Le fonctionnement du cerveau : le cas du chant », sur ornithomedia.com
• « Codage du chant et des cris des oiseaux », sur ornithologie
• (en) Gary Ritchison, « Vocal Communication », Department of Biological Sciences Eastern Kentucky University
• (en) « Hummingbird Studies Raise Questions About Birdsong Evolution », Science Daily
• (en) Male shama songs and mimic of sounds
• Imitations et transmission culturelle dans le chant du Pinson des arbres Fringilla coelebs ?, sur Orbi de l'Université de Liège