Naukowcy z projektu CETI (Cetacean Translation Initiative) i współpracujących instytucji opracowali metodę badania komunikacji kaszalotów poprzez określenie ich stylu wokalnego i odkryli, że grupy żyjące blisko siebie mogą rozwijać do siebie podobny styl.
Badanie, opublikowane dzisiaj w czasopiśmie eLife, zostało uznane przez redaktorów za ważne i przyczyniające się do lepszego zrozumienia komunikacji między wielorybami. Mówią, że dostarcza solidnych dowodów na istnienie uczenia się społecznego między sąsiednimi klanami kaszalotów
Metodologię opracowaną przez zespół można również wykorzystać jako ramy do porównywania systemów komunikacji u innych gatunków, aby uzyskać głębsze zrozumienie przekazu wokalnego i kulturowego w społeczeństwach innych niż ludzie.
Kaszaloty żyją w społeczeństwach wielopoziomowych. Umożliwia im to angażowanie się w złożone zachowania społeczne, a także ułatwia przekazywanie wiedzy i zachowań kulturowych pomiędzy pokoleniami.
Kaszaloty komunikują się za pomocą rytmicznych wzorców kliknięć zwanych kodami. Zestaw wokalizowanych typów kodów w połączeniu z częstotliwością ich używania tworzy repertuar wokalny i określa przynależność do określonego klanu.
„Chociaż istnieją dowody na indywidualne różnice w repertuarze wokalnym, kaszaloty należące do tej samej jednostki społecznej mają wspólny repertuar wokalny, który utrzymuje się przez wiele lat – określa się je mianem części tego samego klanu” – mówi główny autor Antonio Leitao, doktorantka w Scuola Normale Superiore w Pizie i członkini Projektu CETI. „Istnieje wyraźna segregacja społeczna pomiędzy członkami różnych klanów, nawet jeśli mieszkają blisko siebie. Różne klany charakteryzują się kodami tożsamości, które zazwyczaj stanowią mniejszość wszystkich kodów wypowiadanych przez każdego wieloryba”.
Poprzednie prace nad komunikacją kaszalotów wykorzystywały głównie repertuar wokalny do rozróżniania poszczególnych wielorybów, jednostek społecznych lub klanów. Celem Leitao i współpracowników było zbadanie różnic w strukturze kodów, aby lepiej zrozumieć różnice w komunikacji kaszalotów. Każdy kod można podzielić na sekwencję interwałów między kliknięciami (ICI). Stworzyli więc model wykorzystując technikę zwaną łańcuchami Markowa o zmiennej długości, co pozwoliło im oszacować prawdopodobieństwo zaobserwowania konkretnego ICI na podstawie poprzedniego. Dane te można następnie wykorzystać do stworzenia „drzewa subkodów” dla pojedynczego wieloryba lub klanu, które zawiera informacje o wszystkich ważnych zmianach rytmicznych i przejściach między ICI – ich stylu wokalnym.
Aby sprawdzić wiarygodność swojej metody, zespół przeanalizował dwa zbiory danych dotyczące wokalizacji kaszalotów z Oceanu Spokojnego i Atlantyckiego. Zbiór danych Atlantyku obejmował dwa różne klany i zawierał bogate adnotacje dotyczące zarejestrowanych typów kodów, tożsamości wydających dźwięki wielorybów i ich relacji społecznych. Wygenerowali drzewa subkodowe dla każdej jednostki społecznej, a porównując je między sobą, zespół odkrył, że drzewa z różnych jednostek społecznych w ramach tego samego klanu były znacznie bardziej podobne niż drzewa występujące pomiędzy członkami różnych klanów. Nie korzystając z informacji o przynależności klanowej zarejestrowanych wielorybów, zespół był w stanie wykorzystać styl ich głosu, aby dokładnie przyporządkować je do odpowiednich klanów, co potwierdziło zastosowaną metodę. Rozszerzyli to również na znacznie większy zbiór danych z Pacyfiku, gromadzony od 1978 r., w ramach którego byli także w stanie określić przynależność klanową wielorybów na podstawie podobieństwa ich stylu wokalnego.
Podczas tych badań zespół przeanalizował również, jak bliskość przestrzenna między klanami i jednostkami społecznymi wpływa na ich styl wokalny. W poprzedniej pracy* sprawdzano, czy używanie kodów tożsamości przez wieloryby różni się w zależności od bliskości innych klanów. Okazało się, że większe nakładanie się przestrzenne klanów spowodowało, że ich repertuary kodów tożsamości bardziej się od siebie różniły, poprzez modulację częstotliwości, z jaką są wokalizowane. Nie stwierdzono różnic w przypadku kodów nietożsamościowych. Analizując styl wokalny, zespół zaobserwował odwrotny efekt — bliższa odległość między klanami zwiększyła podobieństwo ich stylu wokalnego niezwiązanego z tożsamością, podczas gdy w przypadku kodów tożsamości nie zaobserwowano żadnych zmian. Sugeruje to, że geograficzne nakładanie się klanów powoduje, że ich style wokalne pod względem kodów niezwiązanych z tożsamością stają się bardziej podobne, ale nie zagraża to ich zdolności do używania kodów tożsamości do oznaczenia przynależności do klanu.
„Wzrost podobieństwa stylów wokalnych niezwiązanych z tożsamością kodową jest najprawdopodobniej wynikiem społecznego uczenia się” – twierdzi Leitao. „Kody tożsamości są konsekwentnie utrzymywane, aby umożliwić rozpoznawanie innych członków klanu, ale wierzymy, że społeczne uczenie się między klanami prowadzi do bardziej podobnego stylu wokalnego do innych wielorybów znajdujących się w zasięgu akustycznym”.
Autorzy wzywają do przeprowadzenia większej liczby badań, aby w pełni potwierdzić dowody na społeczne uczenie się kaszalotów. Mianowicie przeprowadzenie tych samych analiz na większym zbiorze danych dodałoby więcej mocy statystycznej, a analiza podłużna w czasie mogłaby dostarczyć bezpośrednich dowodów na istnienie społecznego uczenia się między klanami i wykluczyć alternatywne możliwości odgrywania roli czynników genetycznych lub środowiskowych.
„Nasze wyniki potwierdzają wcześniejsze wyniki dotyczące wykorzystania kodów tożsamości jako symbolicznych znaczników, jednocześnie wspierając transmisję kulturową i społeczne uczenie się wokalizacji wśród wielorybów z różnych klanów” – mówi starszy autor Giovanni Petri, kierownik działu nauk o sieciach w projekcie CETI, profesor w Network Science Institute na Northeastern University London i główny badacz w Instytucie CENTAI. „Sugerujemy, że uczenie się głosu u kaszalotów nie może ograniczać się do pionowej transmisji od dorosłych do krewnych, ale może również zachodzić horyzontalne uczenie się społeczne spoza najbliższej rodziny”.