Talking With Your Mond Full: The Feeding Calls of the Humpback Whale

De Indiaanse stam die bekend staat als de Tlinket van Zuidoost-Alaska, heeft veel verhalen over hoe raven de zon hebben gestolen, hoe beer en mier ruzie hebben gemaakt over de sterrenbeelden en hoe de wolf en de maan met elkaar in verband staan. Maar voor zover ik weet, hebben ze geen verhalen over de bultrug. Als ze dat deden, hadden ze misschien kunnen vertellen hoe de bultrug stemmen gaf aan alle andere dieren, want dit schepsel heeft alle stemmen van het dierenrijk.

We hebben bultruggen opgenomen die geluiden maken zoals het trompetteren van olifanten, brullen zoals leeuwen, fluitjes als dolfijnen, klikken zoals de potvis, loeien als koeien, babbelen als apen, en verschillende zeer mensachtige vocalisaties - sommige zelfs klinken als een ongewone taal , met uitroepen zoals "oeps!" Hoewel we net beginnen met het documenteren en classificeren van alle verschillende geluiden van de bultruggen, verwachten we al dat het repertoire dat van alle andere dieren die we tot nu toe hebben bestudeerd, overtreft.

De bultruggen van zuidoost-Alaska staan ​​erom bekend duizenden mijlen naar Hawaii te migreren om te paren, waar ze lange en complexe liedjes zingen. Verschillende variaties van deze nummers worden aan het begin van het seizoen gestart, en uiteindelijk zingen alle bultruggen hetzelfde lied voor dat jaar. Ze gaan in de zomer naar Alaska om te eten, en hier hebben ze een ander soort vocalisatie, meer gebaseerd op voedingsbehoeften. Maar een collega, Chris Gabriele van Glacier Bay National Park System, heeft ook ontdekt dat bultruggen nog steeds zingen, zelfs in dit voederseizoen.

Sociale vocalisatie?

Sommige antropologen hebben gesuggereerd dat de toenemende complexiteit van de menselijke samenleving mogelijk heeft geleid tot de complexiteit van menselijke taal. Men zou dit kunnen testen voor een eenvoudiger geval, één onafhankelijk van geschreven systemen, enz., Door dierencommunicatie te vergelijken. Als dezelfde of nauw verwante soort zou kunnen worden vergeleken onder verschillende omstandigheden van complexe versus meer geïsoleerde sociale omstandigheden, zou men kunnen zien of er inderdaad een dergelijke correlatie bestaat tussen deze sociale omstandigheden en communicatiecomplexiteit.

De bultruggen van Chathum Strait en Fredrick Sound zouden zo'n test kunnen bieden. De voormalige feed door het maken van bellennetten rond haring, terwijl de bultruggen van Fredrick Sound krill eten. Krill is vrij eenvoudig te vangen - de walvissen leiden het krill meer of minder naar hun met balen volgevulde mond met een grote vin. Het bouwen van een complex, cilindrisch net uit bubbels om een ​​haringschool te veroveren is echter een andere zaak.

De Chathum Straat bultruggen - tot 30 of meer - zullen samen groeperen om zo'n bellennet te produceren. Onze medewerkers, Fred Sharp en Pieter Folkens van de Alaska Whale Foundation, hebben ontdekt dat de bultruggen die de bellennetten maken eigenlijk niet direct met elkaar in verband staan. Met andere woorden, op basis van DNA-testen (van de huid die ze afwerpen, van het water gehaald), zijn de nakomelingen van de mannetjes en vrouwtjes die samen vissen door een gecoördineerd bellennet te maken, niet echt delen van dezelfde familiegroep.

Het is bekend dat matriarchale olifanten hun nageslacht de plekken leren om te foerageren. Als een ander voorbeeld, families van wolven leren hun kinderen hoe ze moeten jagen. Maar er is tot nu toe geen enkel ander dier bekend, naast mensen, dat het een duurzame sociale relatie vormt op basis van een (soort) beroep, niet-familieleden. Misschien dat de bultruggen dichterbij de mens staan ​​dan welk ander dier dan ook.

"Taalkundige" complexiteit

Maar hoe meet je eigenlijk de complexiteit van bultruggeluiden? Met collega's Brenda McCowan en Sean Hanser van de Universiteit van Californië, Davis, hebben we de wiskunde toegepast die wordt gebruikt voor het berekenen van de hoeveelheid informatie die via computerlijnen wordt verzonden om de hoeveelheid informatie te kwantificeren die wordt weergegeven tussen bultruggen (en andere soorten). Dit veld staat overigens bekend als 'informatietheorie' en werd enkele decennia geleden ontwikkeld door Claude Shannon van Bell Labs. Informatietheorie meet niet zozeer wat er gezegd wordt - dat wil zeggen, het leidt niet direct tot de betekenis van de signalen. Integendeel, het meet precies wat een bepaald communicatiesysteem kon Zeggen - met andere woorden, wat het draagvermogen van dat communicatiesysteem kan zijn - wat het kan zeggen. We hebben ontdekt dat sommige diercommunicatiesystemen eenvoudiger zijn dan andere - dolfijnfluitjes zijn blijkbaar complexer dan bijvoorbeeld eekhoornalarmoproepen.

De informatietheorie-meting die het best kan worden gebruikt om de complexiteit te kwantificeren, wordt de "entropie" genoemd. Het is een maat voor het aantal beschikbare keuzes in een bepaald communicatiesysteem. Stel dat we het communicatiesysteem hebben geleerd van eekhoornaaphaantjes. Kunnen we Shakespeare ooit vertalen in eekhoornaap? Door de entropie van de twee voorbeelden van communicatie te vergelijken, kunnen we concluderen of dit zelfs mogelijk is. Van onze studies tot nu toe zouden we concluderen dat dit zou gebeuren niet mogelijk zijn bij de huidige complexiteit van het vocale communicatiesysteem van de chuck-call in vergelijking met de complexiteit van het menselijke vocale communicatiesysteem.

Een belangrijke maat voor entropie is de hoogste "entropische volgorde" waarbij de communicatiesystemen een piek vormen. Bij het meten hiervan vragen we hoe afhankelijk de signalen op elkaar zijn. In menselijke spraak hebben we grammatica en bij het schrijven van mensen hebben we spelling (of penseelstreken, enz.) Die van elkaar afhankelijk zijn. Als u een kopie van een geschreven pagina hebt gemaakt, maar de toner in de kopieermachine was bijna leeg, zou u merken dat u toch een deel van de ontbrekende woorden kon herstellen omdat er spelling- en grammaticaregels zijn toegevoegd aan ons taalsysteem.Het zijn deze regels die foutherstel mogelijk maken - en dit werkt zowel in vocalisatie als in geschreven communicatiesystemen (evenals alle andere, bijv. Chemische signaleringseenheden, bijendansen, visuele gelaatstrekken, enz.)

Daarom hebben we de informatietheorie gebruikt om de vocale communicatie tussen het voeden van bultruggen te meten, inclusief de mate van complexiteit (of "syntaxis" als je wilt). We hebben ook voergelasten gemeten toen er boten in de buurt waren en wanneer er geen scheepsmotorgeluid op de achtergrond was. Het blijkt dat de bultrugwalvissen de afhankelijkheid van hun signalen op elkaar vergroten (de snelheid van de informatie-overdracht verminderen, maar de mate van foutherstel mogelijk verhogen) wanneer het bootgeluid interfereert met het horen van hun voeroproepen. Gemiddeld zou het geluid van de boot in Glacier Bay bijvoorbeeld de hoeveelheid informatie die via het water zou kunnen worden verzonden met ongeveer een kwart verminderen, en dit was hoeveel lager de balspraak van de bultrugvisvangst ook werd gemeten om te verminderen . Met andere woorden, de bultruggen leken te reageren op het geluid van de boot (een kwantificering die ervoor zorgt dat geluid van boten beter kan worden gereguleerd in Glacier Bay). Maar de bultruggen leken ook te weten hoeveel ze moesten compenseren - ze hadden ook gemiddeld niet te veel of te weinig gecorrigeerd voor het geluid van de boot.

We hopen het vocale voedingsgedrag van de bultruggen in Chathum Strait te kunnen kwantificeren in vergelijking met die in Fredrick Sound.

En hoe kan dit van toepassing zijn op de zoektocht naar buitenaardse intelligentie? Als er een verband is tussen sociale complexiteit en vocale complexiteit, dan zal de maat van de een in zekere mate een maat zijn voor de ander. Als een SETI-signaal wordt ontvangen en een normale (d.i. ongecodeerde) communicatie is, zal het de regels van de informatietheorie moeten gehoorzamen om informatie te verzenden. Aldus zou een maat voor de informatiecomplexiteit van dergelijke SETI-signalen ook een eerste directe meting van de sociale complexiteit van een buitenaardse soort kunnen zijn, ongeacht de feitelijke ontcijfering van de betekenis van een dergelijke boodschap zelf. Spannend vooruitzicht inderdaad!