Den evolutionären Wurzeln der vokalen Flexibilität in der Primatenkommunikation auf der Spur: Dynamik in der Entwicklung der vokalen Produktion und vokalen Mechanik bei einem stammesgeschichtlich basalen Primaten (Microcebus murinus)
Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Mensch erlernt Sprache durch aktive Manipulation des Stimmapparat um Vokale, Konsonanten, Wörter oder Sätze zu produzieren. Somit ist die Fähigkeit zur stimmlichen Plastizität ein grundlegender Schritt für die menschliche Sprachevolution. Ziel des Projekts war es, die vokale Ontogenese und die vokale Plastizität bei einer vokal aktiven und phylogenetisch basalen Primatenart, dem Grauen Mausmaki, zu untersuchen. Da unsere früheren Forschungsergebnisse auf eine unerwartet hohe vokale Flexibilität in der frühen Ontogenese hinweisen, untersuchten wir die vokale Ontogenese des akustisch komplexen Ruftyps Triller, der bei der Geburt nicht vorhanden ist, bis zur Entwöhnung. Um die Silbentypen und deren syntaktischen Aufeinanderfolge bei Jungtier und adulten Rufen analysieren zu können, entwickelten wir Detektor- und Klassifizierungsnetzwerke sowie überwachte und unüberwachte Clustering-Ansätze. Außerdem untersuchten wir die Biomechanik der Stimmproduktion als Basis für die vokale Flexibilität. Wir analysierten Audio- und Videoaufnahmen, die während standardisierter experimenteller Paradigmen oder während der Überwachung in der Schlafbox von 26 sich entwickelnden Säuglingen und ihren 13 Müttern aufgenommen wurden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Jungtiere des Grauen Mausmakis sechs der sieben Kriterien für “animal babbling” erfüllen, nämlich Universalität, Teilmenge an Silbentypen, Unabhängigkeit vom sozialen Kontext, Rhythmik und Wiederholung, Silbenreihenfolge und Kommunikation mit Eltern. Dabei ähnelte die syntaktische Struktur von Jungtierlauten allmählich der syntaktischen Struktur von Trillern der adulten Tiere. Interessanterweise wies die erste Silbe der Triller bei Jungtieren auch nach der Entwöhnung eine höhere Variabilität auf als die Silben, die im mittleren oder letzten Teil des Trillers produziert wurden. Dies deutet darauf hin, dass die vokale Plastizität auch nach der Entwöhnung anhält, um individuelle stimmliche Signaturen zu manifestieren. Darüber hinaus zeigten wir, dass altersabhängige Veränderungen in der akustischen Struktur von Säuglingsvokalisationen nicht allein durch körperliche Reifung erklärt werden können. Dies wird auch durch unsere Erkenntnis gestützt, dass erwachsene weibliche Mausmakis die Fähigkeit zeigen, durch vokale Angleichung die Zugehörigkeit zu ihrer Schlafgruppe unabhängig von der genetischen Verwandtschaft zu signalisieren. Wir haben Detektor- und Klassifizierungsnetzwerke entwickelt und bereitgestellt, die für verschiedene Ruftypen, Individuen und Aufnahmequalitäten validiert sind. Dies ermöglicht in Zukunft eine zeiteffiziente Analyse von Längsschnittdaten, die für die Untersuchung der verlängerten Phase der vokalen Plastizität unabdingbar sind. Experimente zur Biomechanik der Lautproduktion zeigen, dass obwohl Mausmakis Ultraschallrufe erzeugen, der Mechanismus der Stimmproduktion dem von Krallenaffen ähnlicher ist als dem von Nagetieren oder Fledermäusen. Somit tragen unsere Ergebnisse dazu bei, die phylogenetischen Wurzeln der stimmlichen Flexibilität in der Primatenkommunikation zu verstehen, die einen wichtigen Meilenstein in der Evolution der Sprache darstellt. Weitere Studien sollten sich auf das Fortbestehen und die soziale Funktion der stimmlichen Flexibilität im Erwachsenenalter konzentrieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Utilizing DeepSqueak for automatic detection and classification of mammalian vocalizations: a case study on primate vocalizations. Scientific Reports, 11(1).
Romero-Mujalli, Daniel; Bergmann, Tjard; Zimmermann, Axel & Scheumann, Marina
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From simple to complex: vocal development of the trill call in grey mouse lemurs. EfP-GfP 2022.
Langehennig-Peristenidou A., Romero-Mujalli D. & Scheumann M.
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Variable vocal streams during infancy: ontogeny of the trill call in grey mouse lemurs. ECBB 2022, S. 83–84.
Langehennig-Peristenidou A., Romero-Mujalli D., Bergmann T. & Scheumann M.
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Vocal plasticity during infancy: ontogeny of the trill call in grey mouse lemurs. In: Second Virtual Conference of the Ethologische Gesellschaft e. V. 2022, S. 11.
Langehennig-Peristenidou A., Romero-Mujalli D., Bergmann T. & Scheumann M.
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Dataset: Features of animal babbling in the vocal ontogeny of the gray mouse lemur [Data set]. In Scientific reports (Bd. 13, Nummer 21384). Zenodo.
Langehennig-Peristenidou A. & Scheumann M.
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Features of animal babbling in the vocal ontogeny of the gray mouse lemur (Microcebus murinus). Scientific Reports, 13(1).
Langehennig-Peristenidou, Alexandra; Romero-Mujalli, Daniel; Bergmann, Tjard & Scheumann, Marina
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Maturation of the vocal production system cannot solely explain the acquisition of the adult trill call in infant grey mouse lemurs. Behaviour 2023, S. 185.
Langehennig-Peristenidou A. & Scheumann M.
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Impact of social relationships on adult trill calls in grey mouse lemurs (Microcebus murinus). Annual Meeting of the Ethological Society 2024, S. 14.
Langehennig-Peristenidou A. & Scheumann M.
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Sex differences in the impact of social relationships on individual vocal signatures in grey mouse lemurs ( Microcebus murinus ). Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 379.
Langehennig-Peristenidou, Alexandra & Scheumann, Marina
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Sex differences in the impact of social relationships on individual vocal signatures in grey mouse lemurs [Data set]. In Philosophical Transactions B (Bd. 379, S. 20230193). Zenodo.
Langehennig-Peristenidou A., Romero-Mujalli D., Bergmann T. & Scheumann M.
