Как соседние кашалоты учат язык друг друга

Исследователи из проекта CETI (Cetacean Translation Initiative) и сотрудничающих институтов разработали метод изучения коммуникации кашалотов, определяя их вокальный стиль. Они обнаружили, что группы, живущие в непосредственной близости, могут вырабатывать схожие стили.

Исследование, опубликованное в виде рецензируемой препринт-версии в eLife, углубляет понимание коммуникации между китами. Редакторы журнала отмечают, что работа предоставляет убедительные доказательства существования социального обучения между соседними кланами кашалотов.

Разработанная методология также может служить основой для сравнения коммуникативных систем других видов, чтобы глубже понять вокальную и культурную передачу в сообществах не-людей.

Кашалоты живут в многоуровневых обществах. Это позволяет им участвовать в сложном социальном поведении, таком как кооперативная охота, и способствует передаче знаний и культурных паттернов через поколения.

Кашалоты общаются с помощью ритмических последовательностей щелчков, называемых кодами. Набор типов используемых код в сочетании с частотой их использования составляет вокальный репертуар.

«Хотя есть свидетельства индивидуальных вариаций в вокальных репертуарах, кашалоты, принадлежащие к одной социальной единице, разделяют общий вокальный репертуар, который сохраняется на протяжении многих лет — такие киты относятся к одному клану», — говорит ведущий автор Антонио Лейтан, аспирант Scuola Normale Superiore в Пизе и участник проекта CETI.

«Существует чёткая социальная сегрегация между членами разных кланов, даже когда они живут близко друг к другу. Разные кланы характеризуются идентификационными кодами, которые обычно составляют меньшинство от общего числа код, издаваемых каждым китом».

Предыдущие работы по коммуникации кашалотов в основном использовали вокальные репертуары для различения отдельных особей, социальных единиц или кланов. Лейтан и коллеги стремились исследовать различия в структуре внутри код, чтобы глубже понять вариации в коммуникации. Каждую коду можно разбить на последовательность интервалов между щелчками (inter-click intervals, ICIs).

Исследователи создали модель, используя технику под названием марковские цепи переменной длины. Это позволило оценить вероятность наблюдения конкретного ICI на основе предыдущего. Эти данные затем использовались для создания дерева субкод для отдельного кита или клана, которое содержит информацию обо всех важных ритмических вариациях и переходах между ICIs — их вокальном стиле.

Чтобы проверить метод, команда проанализировала два набора данных вокализаций кашалотов из Тихого и Атлантического океанов. Атлантический набор данных включал два разных клана и содержал подробные аннотации типов код, идентификацию вокализирующих китов и их социальные связи.

Сгенерировав деревья субкод для каждой социальной единицы и сравнив их, команда обнаружила, что деревья из разных социальных единиц внутри одного клана были гораздо более похожими, чем между членами разных кланов.

Не используя информацию о принадлежности китов к кланам, команда смогла по их вокальному стилю точно распределить их по соответствующим кланам, подтвердив валидность метода. Они также применили его к гораздо более обширному, но менее детальному тихоокеанскому набору данных, где была доступна только информация о месте записи. Тем не менее, они смогли определить принадлежность китов к кланам на основе сходства их вокального стиля.

В ходе анализа команда также изучила, как близость между кланами и социальными единицами влияет на их вокальный стиль. Предыдущие работы изучали, отличаются ли идентификационные коды китов в зависимости от близости к другим кланам.

Они показали, что большее пространственное перекрытие между кланами заставляло их репертуары идентификационных код становиться более разными друг от друга, модулируя частоту их использования. Для не-идентификационных код разницы не было обнаружено.

Анализируя вокальный стиль, команда наблюдала противоположный эффект — близость между кланами увеличивала сходство их вокального стиля, в то время как для идентификационных код изменений не наблюдалось. Это говорит о том, что географическое перекрытие кланов приводит к сближению их вокальных стилей, но не ставит под угрозу их способность использовать идентификационные коды для обозначения принадлежности к клану.

«Увеличение сходства вокальных стилей не-идентификационных код, скорее всего, является результатом социального обучения», — утверждает Лейтан. «Идентификационные коды последовательно сохраняются, чтобы позволить распознавать членов своего клана, но мы полагаем, что социальное обучение между кланами приводит к более схожему вокальному стилю с другими китами, находящимися в пределах акустической досягаемости».

Авторы призывают к дальнейшим исследованиям для полного подтверждения их доказательств социального обучения у кашалотов. В частности, проведение тех же анализов на более крупном наборе данных увеличило бы статистическую мощность, а лонгитюдный анализ во времени мог бы предоставить прямое доказательство существования социального обучения между кланами и исключить альтернативные возможности влияния генетических или экологических факторов.

«Наши результаты укрепляют предыдущие выводы об использовании идентификационных код как символических маркеров, одновременно поддерживая гипотезу культурной передачи и социального обучения вокализациям среди китов из разных кланов», — говорит старший автор Джованни Петри, руководитель направления Network Science в проекте CETI, профессор Института Network Science в Northeastern University London и главный исследователь в институте CENTAI.

«Мы предполагаем, что вокальное обучение у кашалотов может не ограничиваться вертикальной передачей от взрослых особей их родственникам, но также может происходить горизонтальное социальное обучение за пределами непосредственной семейной единицы».