Hvordan nabohvaler lærer hinandens sprog

Forskere fra Project CETI (Cetacean Translation Initiative) og samarbejdende institutioner har udviklet en metode til at undersøge kaskelothvalkommunikation ved at bestemme deres vokale stil og konstatere, at grupper, der bor tæt på hinanden, kan udvikle stilarter, der ligner hinanden.

Undersøgelsen, offentliggjort som et gennemgået preprint i eLife , bidrager til en rigere forståelse af kommunikation mellem hvaler. Redaktørerne siger, at det giver solide beviser for eksistensen af ​​social læring mellem tilstødende kaskelothvalklaner.

Metoden udviklet af teamet kunne også bruges som en ramme til at sammenligne kommunikationssystemer i andre arter for at opnå en dybere forståelse af vokal og kulturel transmission i ikke-menneskelige samfund.

Spermhvaler lever i samfund på flere niveauer. Dette giver dem mulighed for at engagere sig i kompleks social adfærd, såsom kooperativ jagt, og letter også overførsel af viden og kulturel adfærd på tværs af generationer.

Spermhvaler kommunikerer gennem rytmiske mønstre af klik kaldet codas. Sættet af vokaliserede coda-typer kombineret med, hvor ofte de bruges, udgør et vokalrepertoire.

"Selvom der er tegn på individuelle variationer i vokalrepertoirer, deler kaskelothvaler, der tilhører den samme sociale enhed, et fælles vokalrepertoire, som varer ved i mange år - disse omtales som en del af den samme klan," siger hovedforfatter Antonio Leitao, en Ph.D. studerende ved Scuola Normale Superiore i Pisa og medlem af Project CETI.

"Der er en klar social adskillelse mellem medlemmer af forskellige klaner, selv når de bor tæt sammen. Forskellige klaner er kendetegnet ved identitetskodaer, som typisk udgør et mindretal af de samlede codaer, som hver hval taler om."

Tidligere arbejde med kaskelothvalkommunikation har for det meste brugt vokalrepertoirer til at skelne mellem individuelle hvaler, sociale enheder eller klaner. Leitao og kolleger havde til formål at undersøge forskellene i struktur inden for codas for at få en dybere forståelse af variationerne i kaskelothvalkommunikation. Hver koda kan opdeles i en sekvens af inter-klik-intervaller (ICI'er).

Så de skabte en model ved hjælp af en teknik kaldet Markov-kæder med variabel længde, som gjorde det muligt for dem at estimere sandsynligheden for at observere en specifik ICI, baseret på den forrige. Disse data kan derefter bruges til at skabe et subcoda-træ for en individuel hval eller klan, som indeholder information om alle de vigtige rytmiske variationer og overgange mellem ICI'er - deres vokale stil.

For at teste gyldigheden af ​​deres metode analyserede holdet to datasæt af kaskelothval-vokaliseringer fra Stillehavet og Atlanterhavet. Det atlantiske datasæt omfattede to forskellige klaner og havde rige annotationer af de registrerede coda-typer, identiteten af ​​de vokaliserende hvaler og deres sociale relationer.

De genererede subcoda-træer for hver social enhed, og da de sammenlignede dem imellem, opdagede holdet, at træer fra forskellige sociale enheder inden for den samme klan var meget mere ens end dem mellem medlemmer af forskellige klaner.

Uden at bruge oplysningerne om klanmedlemskaberne for de registrerede hvaler, var holdet i stand til at bruge deres vokale stil til nøjagtigt at sortere dem i deres respektive klaner og validere deres metode. De udvidede også dette til det meget større stillehavsdatasæt, som var langt mindre detaljeret end Atlanterhavsdataene, hvor kun placeringerne af optagelserne var tilgængelige. Ikke desto mindre var de i stand til at bestemme hvalernes klanmedlemskab baseret på ligheden i deres vokale stil.

Under disse undersøgelser analyserede holdet også, hvordan nærhed mellem klaner og sociale enheder påvirker deres vokale stil. Tidligere arbejde havde undersøgt, om de identitetskoder, der bruges af hvaler, adskiller sig baseret på nærhed til andre klaner.

Den afslørede, at større rumlig overlap mellem klaner fik deres respektive identitets-coda-repertoire til at blive mere forskellige fra hinanden ved at modulere frekvensen, hvormed de vokaliseres. Der blev ikke fundet nogen forskel for ikke-identitetskoder.

Når de analyserede vokalstil, observerede holdet en modsat effekt - tættere nærhed mellem klaner øgede ligheden mellem deres vokalstil, mens der ikke blev observeret nogen ændring for identitetskoder. Dette tyder på, at geografisk overlap mellem klaner får deres vokalstile til at blive mere ens, men det bringer ikke deres evne til at bruge identitetskoder til at angive deres klanmedlemskab i fare.

"Stigningen i ligheden mellem ikke-identitet coda-vokalstile er højst sandsynligt resultatet af social læring," hævder Leitao. "Identitetskoder opretholdes konsekvent for at tillade genkendelse af andre klanmedlemmer, men vi mener, at social læring mellem klaner fører til en mere lignende vokalstil med andre hvaler, der er inden for akustisk rækkevidde."

Forfatterne efterlyser mere forskning for fuldt ud at bekræfte deres beviser for denne sociale læring hos kaskelothvaler. Nemlig at udføre de samme analyser på et større datasæt ville tilføje mere statistisk kraft, og en longitudinel analyse over tid kunne give direkte beviser for eksistensen af ​​social læring mellem klaner og udelukke de alternative muligheder for, at genetiske eller miljømæssige faktorer spiller en rolle.

"Vores resultater styrker tidligere resultater om brugen af ​​identitetskoder som symbolske markører, samtidig med at de understøtter kulturel transmission og social læring af vokaliseringer blandt hvaler af forskellige klaner," siger seniorforfatter Giovanni Petri, der er leder af netværksvidenskab ved Project CETI, professor ved Network Science Institute ved Northeastern University London og og hovedforsker ved CENTAI Institute.

"Vi foreslår, at vokal læring hos kaskelothvaler måske ikke er begrænset til vertikal overførsel fra voksne til deres pårørende, men at horisontal social læring uden for den nærmeste familieenhed også kan forekomme."

Flere oplysninger: Antonio Leitao et al., Bevis på social læring på tværs af symbolske kulturelle barrierer hos kaskelothvaler, eLife (2024). DOI:10.7554/eLife.96362.1

Journaloplysninger: eLife

Leveret af eLife