Wie benachbarte Wale gegenseitig die Sprache lernen

Forscher des Projekts CETI (Cetacean Translation Initiative) und kooperierender Institutionen haben eine Methode entwickelt, um die Kommunikation von Pottwalen zu untersuchen, indem sie ihren Stimmstil bestimmen. Dabei haben sie herausgefunden, dass Gruppen, die in unmittelbarer Nähe leben, ähnliche Stile entwickeln können.

Die Studie, veröffentlicht als rezensierter Vorabdruck in eLifeträgt zu einem besseren Verständnis der Kommunikation zwischen Walen bei. Die Herausgeber sagen, es liefere solide Beweise für die Existenz von sozialem Lernen zwischen benachbarten Pottwal-Clans.

Die vom Team entwickelte Methodik könnte auch als Rahmen für den Vergleich von Kommunikationssystemen anderer Arten verwendet werden, um ein tieferes Verständnis der stimmlichen und kulturellen Übertragung innerhalb nichtmenschlicher Gesellschaften zu erlangen.

Pottwale leben in Mehrebenengesellschaften. Dies ermöglicht es ihnen, sich an komplexen sozialen Verhaltensweisen wie der kooperativen Jagd zu beteiligen und erleichtert auch die Weitergabe von Wissen und kulturellen Verhaltensweisen über Generationen hinweg.

Pottwale kommunizieren durch rhythmische Klickmuster, sogenannte Codas. Die Menge der vokalisierten Coda-Typen zusammen mit der Häufigkeit ihrer Verwendung ergibt ein Gesangsrepertoire.

„Während es Hinweise auf individuelle Unterschiede im Stimmrepertoire gibt, teilen Pottwale, die derselben sozialen Einheit angehören, ein gemeinsames Stimmrepertoire, das über viele Jahre hinweg bestehen bleibt – sie werden als Teil desselben Clans bezeichnet“, sagt Hauptautor Antonio Leitao, a Ph.D. Student an der Scuola Normale Superiore in Pisa und Mitglied des Projekts CETI.

„Es gibt eine klare soziale Trennung zwischen Mitgliedern verschiedener Clans, selbst wenn sie nahe beieinander leben. Verschiedene Clans zeichnen sich durch Identitäts-Codas aus, die typischerweise eine Minderheit der von jedem Wal ausgesprochenen Gesamt-Codas ausmachen.“

Frühere Arbeiten zur Kommunikation von Pottwalen nutzten meist Stimmrepertoires, um zwischen einzelnen Walen, sozialen Einheiten oder Clans zu unterscheiden. Leitao und Kollegen wollten die Unterschiede in der Struktur innerhalb von Codas untersuchen, um ein tieferes Verständnis der Unterschiede in der Kommunikation von Pottwalen zu erlangen. Jede Coda kann in eine Folge von Inter-Click-Intervallen (ICIs) unterteilt werden.

Deshalb erstellten sie mithilfe einer Technik namens Markov-Ketten variabler Länge ein Modell, das es ihnen ermöglichte, die Wahrscheinlichkeit der Beobachtung eines bestimmten ICI auf der Grundlage des vorherigen abzuschätzen. Diese Daten könnten dann verwendet werden, um einen Subcoda-Baum für einen einzelnen Wal oder Clan zu erstellen, der Informationen über alle wichtigen rhythmischen Variationen und Übergänge zwischen ICIs – ihren Gesangsstil – enthält.

Um die Gültigkeit ihrer Methode zu testen, analysierte das Team zwei Datensätze von Pottwallauten aus dem Pazifik und dem Atlantik. Der Atlantik-Datensatz umfasste zwei verschiedene Clans und enthielt umfangreiche Anmerkungen zu den aufgezeichneten Coda-Typen, der Identität der lautstarken Wale und ihren sozialen Beziehungen.

Sie generierten Subcoda-Bäume für jede soziale Einheit und als sie diese miteinander verglichen, stellte das Team fest, dass Bäume aus verschiedenen sozialen Einheiten innerhalb desselben Clans viel ähnlicher waren als diejenigen zwischen Mitgliedern verschiedener Clans.

Ohne die Informationen über die Clan-Mitgliedschaften der aufgezeichneten Wale zu nutzen, war das Team in der Lage, sie mithilfe ihres Gesangsstils genau ihren jeweiligen Clans zuzuordnen und so ihre Methode zu validieren. Sie erweiterten dies auch auf den viel größeren Pazifik-Datensatz, der weitaus weniger detailliert war als die Atlantik-Daten, da nur die Orte der Aufzeichnungen verfügbar waren. Dennoch konnten sie anhand der Ähnlichkeit ihres Gesangsstils die Clanzugehörigkeit der Wale bestimmen.

Im Rahmen dieser Studien analysierte das Team auch, wie sich die Nähe zwischen Clans und sozialen Einheiten auf deren Gesangsstil auswirkt. Frühere Arbeiten hatten untersucht, ob sich die von Walen verwendeten Identitätskodas aufgrund der Nähe zu anderen Clans unterscheiden.

Es zeigte sich, dass eine größere räumliche Überlappung zwischen Clans dazu führte, dass sich ihre jeweiligen Identitäts-Coda-Repertoires durch Modulation der Häufigkeit, mit der sie vokalisiert wurden, stärker voneinander unterschieden. Für Nicht-Identitäts-Codas wurde kein Unterschied festgestellt.

Bei der Analyse des Gesangsstils beobachtete das Team einen gegenteiligen Effekt: Eine größere Nähe zwischen den Clans erhöhte die Ähnlichkeit ihres Gesangsstils, während bei den Identitäts-Codas keine Veränderung beobachtet wurde. Dies deutet darauf hin, dass geografische Überschneidungen zwischen Clans dazu führen, dass ihre Gesangsstile ähnlicher werden, ihre Fähigkeit, Identitätskodas zur Kennzeichnung ihrer Clanzugehörigkeit zu verwenden, jedoch nicht gefährdet wird.

„Die zunehmende Ähnlichkeit nichtidentischer Coda-Gesangsstile ist höchstwahrscheinlich das Ergebnis sozialen Lernens“, behauptet Leitao. „Identitätscodes werden konsequent beibehalten, um die Erkennung anderer Clanmitglieder zu ermöglichen, aber wir glauben, dass soziales Lernen zwischen Clans zu einem ähnlicheren Stimmstil mit anderen Walen führt, die sich in akustischer Reichweite befinden.“

Die Autoren fordern mehr Forschung, um ihre Beweise für dieses soziale Lernen bei Pottwalen vollständig zu bestätigen. Die Durchführung derselben Analysen an einem größeren Datensatz würde nämlich zu mehr statistischer Aussagekraft führen, und eine Längsschnittanalyse über einen längeren Zeitraum hinweg könnte direkte Beweise für das Vorhandensein von sozialem Lernen zwischen Clans liefern und die alternative Möglichkeit einer Rolle genetischer oder umweltbedingter Faktoren ausschließen.

„Unsere Ergebnisse stärken frühere Ergebnisse zur Verwendung von Identitäts-Codas als symbolische Marker und unterstützen gleichzeitig die kulturelle Übertragung und das soziale Lernen von Lautäußerungen zwischen Walen verschiedener Clans“, sagt der leitende Autor Giovanni Petri, Leiter der Netzwerkwissenschaft beim Projekt CETI und Professor bei das Network Science Institute an der Northeastern University London und leitender Forscher am CENTAI Institute.

„Wir vermuten, dass das stimmliche Lernen bei Pottwalen möglicherweise nicht auf die vertikale Übertragung von erwachsenen Tieren auf ihre Verwandten beschränkt ist, sondern dass möglicherweise auch horizontales soziales Lernen von außerhalb der unmittelbaren Familieneinheit stattfindet.“