Forskare från Project CETI (Cetacean Translation Initiative) och samarbetande institutioner har utvecklat en metod för att undersöka kaskelotkommunikation genom att bestämma deras röststil, och upptäckt att grupper som bor i närheten kan utveckla liknande stilar som varandra.

Studien, publicerad som ett granskat preprint i eLife , bidrar till en rikare förståelse för kommunikation mellan valar. Redaktörerna säger att det ger solida bevis för förekomsten av social inlärning mellan angränsande kaskelot-klaner.

Metodiken som utvecklats av teamet skulle också kunna användas som ett ramverk för att jämföra kommunikationssystem hos andra arter, för att få en djupare förståelse för vokal och kulturell överföring inom icke-mänskliga samhällen.

Kaskelot lever i samhällen på flera nivåer. Detta tillåter dem att engagera sig i komplexa sociala beteenden, såsom kooperativ jakt, och underlättar också överföringen av kunskap och kulturella beteenden över generationer.

Kaskeloter kommunicerar genom rytmiska mönster av klick som kallas codas. Uppsättningen av vokaliserade coda-typer i kombination med hur ofta de används utgör en sångrepertoar.

"Även om det finns bevis för individuella variationer i vokalrepertoarer, delar kaskeloter som tillhör samma sociala enhet en gemensam vokalrepertoar som kvarstår i många år - de hänvisas till som en del av samma klan", säger huvudförfattaren Antonio Leitao, en Ph.D. student vid Scuola Normale Superiore i Pisa och medlem i Project CETI.

"Det finns en tydlig social segregation mellan medlemmar av olika klaner, även när de bor nära varandra. Olika klaner kännetecknas av identitetskodor, som vanligtvis står för en minoritet av de totala kodorna som nämns av varje val."

Tidigare arbete med spermvalskommunikation har mestadels använt vokalrepertoarer för att skilja mellan enskilda valar, sociala enheter eller klaner. Leitao och kollegor syftade till att undersöka skillnaderna i struktur inom codas för att få en djupare förståelse för variationerna i kaskelots kommunikation. Varje koda kan delas upp i en sekvens av inter-click-intervaller (ICI).

Så de skapade en modell med en teknik som kallas Markov-kedjor med variabel längd, som gjorde det möjligt för dem att uppskatta sannolikheten att observera en specifik ICI, baserat på den föregående. Dessa data kan sedan användas för att skapa ett subcoda-träd för en enskild val eller klan, som innehåller information om alla viktiga rytmiska variationer och övergångar mellan ICI:er – deras sångstil.

För att testa giltigheten av deras metod analyserade teamet två datauppsättningar av kaskelotsvokaliseringar, från Stilla havet och Atlanten. Den atlantiska datamängden bestod av två olika klaner och hade rika anteckningar av de registrerade kodatyperna, identiteten på de vokaliserande valarna och deras sociala relationer.

De genererade subcoda-träd för varje social enhet och när de jämförde dem upptäckte teamet att träd från olika sociala enheter inom samma klan var mycket mer lika än de mellan medlemmar av olika klaner.

Utan att använda informationen om de registrerade valarnas klanmedlemskap kunde teamet använda sin sångstil för att korrekt sortera dem i sina respektive klaner, vilket validerade deras metod. De utökade också detta till den mycket större Pacific-datauppsättningen, som var mycket mindre detaljerad än Atlantdata, med endast inspelningarnas platser tillgängliga. Ändå kunde de fastställa valarnas klanmedlemskap baserat på likheten i deras sångstil.

Under dessa studier analyserade teamet också hur närheten mellan klaner och sociala enheter påverkar deras sångstil. Tidigare arbete hade undersökt om identitetskodorna som används av valar skiljer sig beroende på närhet till andra klaner.

Den avslöjade att större rumslig överlappning mellan klaner gjorde att deras respektive identitets-coda-repertoarer blev mer olika från varandra, genom att modulera frekvensen med vilken de vokaliseras. Ingen skillnad hittades för icke-identitetskodor.

När de analyserade sångstilen observerade teamet en motsatt effekt - närmare närhet mellan klaner ökade likheten i deras sångstil, medan ingen förändring observerades för identitetskodor. Detta tyder på att geografisk överlappning mellan klaner gör att deras sångstilar blir mer lika, men äventyrar inte deras förmåga att använda identitetskoder för att beteckna deras klanmedlemskap.

"Ökningen av likheten mellan icke-identitetskodasångstilar är troligen resultatet av socialt lärande", hävdar Leitao. "Identitetskoder upprätthålls konsekvent för att tillåta igenkänning av klanmedlemmar, men vi tror att socialt lärande mellan klaner leder till en mer liknande röststil med andra valar som är inom akustiskt räckvidd."

Författarna efterlyser mer forskning för att fullständigt bekräfta deras bevis för denna sociala inlärning hos kaskeloter. Att utföra samma analyser på en större datauppsättning skulle nämligen ge mer statistisk kraft, och en longitudinell analys över tid skulle kunna ge direkta bevis för förekomsten av socialt lärande mellan klaner och utesluta de alternativa möjligheterna för genetiska eller miljömässiga faktorer som spelar en roll.

"Våra resultat stärker tidigare resultat om användningen av identitetskoder som symboliska markörer, samtidigt som de stöder kulturell överföring och social inlärning av vokaliseringar bland valar från olika klaner", säger seniorförfattaren Giovanni Petri, som är ledare för nätverksvetenskap vid Project CETI, professor vid Network Science Institute vid Northeastern University London och och huvudforskare vid CENTAI Institute.

"Vi föreslår att röstinlärning hos kaskelot inte är begränsad till vertikal överföring från vuxna till deras anhöriga, utan att horisontell social inlärning utanför den närmaste familjeenheten också kan förekomma."

Mer information: Antonio Leitao et al, Bevis på socialt lärande över symboliska kulturella barriärer hos kaskelot, eLife (2024). DOI:10.7554/eLife.96362.1

Journalinformation: eLife

Tillhandahålls av eLife