O czym śpiewają wieloryby

Ogromna liczba gatunków zwierząt komunikuje się za pomocą sygnałów dźwiękowych. Nic w tym dziwnego – ten kanał komunikacji pozwala na szybki przekaz informacji na duże odległości, niezależnie od pory dnia, w różnych typach środowisk, a także do wielu odbiorców jednocześnie. Nie znamy ewolucyjnej historii wszystkich systemów komunikacji dźwiękowej, ale możemy się domyślać, że przynajmniej część z nich rozwinęła się z okrzyków, których podstawową funkcją było odstraszanie drapieżników lub rywali. Ewolucyjna presja na rozwój dźwiękowej komunikacji z takich „zaczątków” sygnałów mogła pojawić się u zwierząt, które zaczęły łączyć się w stada. Dziś życie społeczne wielu gatunków zupełnie by się rozpadło, gdyby nagle straciły one głos.

Jeśli jesteś graliną srokatą (Grallina cyanoleuca), średniej wielkości australijskim ptakiem i dalekim krewnym wróbla, możesz śpiewać w duecie z partnerem (wykonując na zmianę kolejne sekwencję wspólnej pieśni) – po to, by zapewnić go o wierności (a może tylko zniechęcić do odejścia), a intruzom oznajmić, że strzeżesz swojego terytorium. Jeśli jesteś samcem szarobrewki śpiewnej (Melospiza melodia) – innym, mniejszym krewnym wróbla, zamieszkującym Amerykę Północną – i próbujesz uwieść samiczkę, musisz wykazać się znajomością większej liczby pieśni niż twój konkurent; w przeciwnym razie to on zdobędzie jej serce. Jeśli jesteś koczkodanem tumbili (Chlorocebus pygerythrus) – niewielką małpą ze wschodniej Afryki – możesz nawet o zmroku zawołaniem alarmowym poderwać całe swoje stado na nogi, gdy odkryjesz, że w gałęziach drzewa, które wybraliście na legowisko, czai się wąż.

Wspominam o ptakach i małpach nie bez powodu – obie te grupy zwierząt posiadają niezwykle bogate systemy wokalnej komunikacji. Wiele ptaków potrafi uczyć się wydawania nowych dźwięków i całych sekwencji pieśni – zupełnie jak ludzie. Ich dźwięki przypominają jednak bardziej muzykę niż język, ponieważ pozbawione są – na ile wiadomo – konkretnych odniesień do rzeczy czy zdarzeń z otaczającego je świata.

W komunikatach dźwiękowych małp takie odniesienia istnieją. Koczkodan tumbili wyda inny sygnał ostrzegawczy na widok węża, a inny na widok pantery, co jest o tyle istotne, że każdy z tych drapieżników wymaga innej strategii ucieczki. Występujące w Ameryce Południowej małpki titi potrafią w zawołaniu alarmowym przekazać informacje zarówno o typie drapieżnika (drapieżnik lądowy – drapieżny ptak), jak i jego przybliżonej lokalizacji (dół – góra). Umiejętności wokalnego uczenia się są jednak u małp bardzo ograniczone – przez całe życie posługują się one w zasadzie wrodzonym repertuarem dźwięków. Nawet szympansy wychowywane w ludzkich domach po latach nauki mowy pod okiem armii logopedów potrafiły niewyraźnie wymruczeć najwyżej kilka prostych słów.

Walenie – jak przekonuje Vincent Janik  – są o tyle wyjątkowe, że występują u nich oba te ważne aspekty dźwiękowej komunikacji. Potrafią uczyć się wydawać nowe dźwięki, które w dodatku mogą odnosić się do świata zewnętrznego – m.in. do innych osobników.

Na szkockim wybrzeżu

Vincent Janik urodził się w Berlinie w 1966 r., w 1992 r. ukończył studia z biologii na Wolnym Uniwersytecie Berlińskim, w zachodniej części miasta. Sześć lat później – już na Uniwersytecie St. Andrews w Szkocji – obronił doktorat i z czasem z tą właśnie uczelnią związał się na dłużej. Najpierw jako wykładowca Szkoły Biologii na Wydziale Przyrodniczym, a od niedawna – dyrektor nowo utworzonego Szkockiego Instytutu Oceanicznego. Wraz ze swoimi współpracownikami prof. Janik opublikował ponad sto artykułów naukowych (raportów z obserwacji, sprawozdań z eksperymentów i  przeglądów literatury) poświęconych głównie komunikacji wielu gatunków waleni.

Praca na szkockim wybrzeżu sprzyja badaniom waleni – łatwo w tamtejszych wodach spotkać delfiny i wieloryby. Metodologicznie i logistycznie jest to jednak spore wyzwanie. Delfiny wprawdzie da się trzymać w niewoli (z wielorybami jest oczywiście trudniej), ale by w pełni dostrzec bogactwo ich komunikacji, trzeba je śledzić na wolności. A to wymaga łodzi, nadajników GPS, głośników, kamer i mikrofonów działających pod wodą. Tylko niewielki ułamek interakcji, w jakie wchodzą delfiny czy wieloryby, ma miejsce na powierzchni. I co gorsze dla badaczy komunikacji, część waleni, w tym wszystkie delfiny, emitują dźwięki z wnętrza głowy (za pomocą organu zwanego melonem) i nie muszą w tym celu otwierać ust. Sprawia to, że identyfikacja nadawcy konkretnego sygnału nie jest łatwa nawet u zwierząt trzymanych w niewoli. Rozpoznanie nadawców pływających na wolności dodatkowo utrudnia to, że dźwięki emitowane przez walenie rozchodzą się w wodzie na ogromne odległości. Pieśni wielorybów udaje się rejestrować nawet 1000 km od ich wykonawców.

Jak prof. Janik wspomniał w programie „Brainwaves” na antenie BBC, na wschodnim wybrzeżu Szkocji żyje około 150-180 samych delfinów butlonosów, a Szkocki Instytut Oceaniczny dysponuje katalogiem z fotografiami i danymi każdego osobnika tej populacji. Taki katalog ułatwia śledzenia ich zachowań społecznych – zwyczajów, sympatii, więzi rodzinnych – a w końcu to one są kluczem do zrozumienia ich sposobu komunikacji. Zwierzęta żyjące w złożonych grupach społecznych inaczej zachowują się wobec swoich krewnych – rodziców, rodzeństwa, potomstwa – a inaczej wobec sojuszników, partnerów, obcych czy rywali. Różnym zachowaniom towarzyszą zaś rozmaite wokalizacje. Każdy badacz  komunikacji zwierząt musi więc być także ekspertem od ich zachowania.

Dzięki znajomości więzów rodzinnych delfinów butlonosów i wieloletnim badaniom ich zwyczajów, zespołowi prof. Janika udało się m.in. wyjaśnić zagadkę słynnych „imion” delfinów (zob. Jak to jest być delfinem, s. XX), czyli specjalnych gwizdów, indywidualnych dla każdego osobnika. Naukowcy interesowali się nimi od półwiecza, a media na całym świecie śledziły kolejne etapy wyjaśniania tej zagadki. W ciągu kilkunastu lat badań prof. Janik i jego współpracownicy zaobserwowali m.in., że delfiny butlonosy używają swoich imion niejako na powitanie, gdy na morzu dwie grupy zbliżają się do siebie. W ten sposób przekazują sobie informacje o składzie obu grup i lokalizacji poszczególnych osobników. Zdarza im się także używać cudzych imion w formie nawoływań, gdy szukają konkretnych osobników – a te, co wykazał inny eksperyment, potrafią reagować na zawołania (zespół Janika odtwarzał stadu delfinów różne imiona, a zwierzęta reagowały tylko na własne). Przede wszystkim prof. Janikowi udało się jednak wyjaśnić, po co w ogóle delfinom imiona. Okazało się, że nie potrafią one rozpoznawać innych osobników po samych cechach głosu. Muszą „podpisywać” swoje wokalizacje, by można było zidentyfikować nadawcę.

Poza delfinami butlonosami imiona udało się zaobserwować u kilku innych gatunków – m.in. u delfinów zwyczajnych, delfinów pacyficznych i garbogrzbietów chińskich. Niewykluczone, że wiele innych gatunków również ich używa, ale po prostu nikt jeszcze nie zdołał tego potwierdzić.

Różnice regionalne

Na całym świecie żyje ok. 35 gatunków delfinów i ponad 50 innych gatunków waleni, które różnią się zwyczajami społecznymi i repertuarem używanych dźwięków. Poza gwizdami, wśród których u delfinów dominują te będące imionami, waleni używają dziesiątków innych dźwięków, z których tylko część udało się przypisać do poszczególnych aktywności życiowych (np. żerowania). Choć delfiny nie potrafią się poznawać po cechach głosu, nie oznacza to, że różne cechy głosu nie mogą przenosić dodatkowych treści. Według ustaleń prof. Janika cechy strukturalne dźwięków mogą informować np. o stanie emocjonalnym nadawcy.

Nie tylko duża liczba gatunków waleni i ich olbrzymie zróżnicowanie pod kątem repertuaru wokalnego stanowi wyzwanie dla badaczy ich komunikacji. Nawet pomiędzy poszczególnymi populacjami należącymi do tego samego gatunku istnieją różnice w repertuarze używanych dźwięków – czyli, jak powiedzieliby tradycyjni językoznawcy: dialekty. Zjawisko to jest szeroko dyskutowane w głośnej współczesnej debacie poświęconej kulturze zwierząt, w której bierze udział także prof. Janik.

Wraz z innymi badaczem zachowań zwierząt, Kevinem Lalandem, Janik zauważył, że bez specyficznych eksperymentów nie da się rozstrzygnąć, czy „różnice regionalne” w repertuarze dźwięków lub zachowaniu pomiędzy poszczególnymi populacjami należącymi do tego samego gatunku wynikają z różnic genetycznych, specyficznych warunków środowiska, czy też unikalnej w tej konkretnej populacji tradycji kulturowej. Sam fakt posiadania przez wiele zwierząt – także przez walenie – zdolności do uczenia się od innych osobników nie rozstrzyga jeszcze, że dane zachowanie jest przejawem różnic kulturowych. Janik i Laland proponują więc kilka scenariuszy eksperymentalnych, które mogłyby przynieść rozstrzygającą odpowiedź na pytanie o źródło różnic regionalnych.

Na przykład przemieszczenie osobnika z jednej populacji do innej albo całych populacji z jednego miejsca na inne. Jeśli nowy przybysz przejmie zwyczaje populacji rezydentów, to można wykluczyć, że w tym przypadku źródłem różnic regionalnych jest odmienna genetyka. Podobnie, jeśli jakąś populację wprowadzimy do innego habitatu i zacznie ona wykazywać te same cechy zachowania jak poprzednia populacja zamieszkująca ten teren (mimo że w dotychczasowym środowisku ich nie wykazywała), to dane zachowanie należy uznać za wywołane czynnikami ekologicznymi (np. dostępnością konkretnych narzędzi albo występowaniem konkretnego rodzaju pożywienia). Taka sytuacja oznaczałaby, że dane zachowanie znajduje się w szerokim repertuarze gatunku, ale ujawnia się ono tylko w konkretnych warunkach ekologicznych. Janik i Laland zasugerowali także kilka statystycznych metod oceniania, czy rozprzestrzenianie się danego zachowania w populacji wiąże się z uczeniem się kulturowym (gdy jeden osobnik podpatruje innego), czy pozakulturowym (każdy w stadzie uczy się samodzielnie tego samego zachowania, pod wpływem podobnych presji środowiska).

Kulturowa rewolucja

Różnice regionalne są szczególnie interesujące w przypadku tych waleni, które wykonują pieśni (kilku gatunków wielorybów – żaden gatunek delfina nie śpiewa). Jak wyjaśnia prof. Janik w krótkim przewodniku opublikowanym na łamach „Current Biology”, różne populacje humbaków wykonują  własne pieśni. Są to melodie trwające czasami ponad 30 minut, powtarzane w kółko nawet przez 22 godziny w ciągu doby. Z dotychczasowych ustaleń wynika, że śpiewają wyłącznie samce. Członkowie jednej populacji wykonują tę samą pieśń w pewnym okresie w ciągu roku, choć z sezonu na sezon w pieśniach pojawiają się modyfikacje (wprowadzane przez któregoś osobnika i kopiowane przez innych). W ten sposób co ok. 15 lat w populacjach pojawiają się zupełnie nowe melodie. Zdarza się jednak, że pod wpływem migracji jakaś populacja zmieni swoją pieśń szybciej – tak stało się z pewną grupą humbaków zamieszkujących wschodnie wybrzeże Australii, która w ciągu dwóch lat przybrała pieśń przybyszów z zachodniego wybrzeża. Zjawisko to okrzyknięte zostało rewolucją kulturową. U innych gatunków pieśni są bardziej stabilne – np. płetwale błękitne śpiewają te same melodie przez całe dekady.

Pieśni wielorybów pod wieloma względami przypominają ptasie melodie. Uważa się, że podobnie jak ptaki, wieloryby śpiewają m.in. po to, by przywabić samice i zachować odpowiedni dystans pomiędzy poszczególnymi osobnikami. Nie wiemy jednak, czy dźwięki w pieśniach wielorybów mają jakieś odniesienie w zewnętrznym świecie – podobne do znaczeń gwizdów delfinów butlonosów. Prawdopodobnie ciągle wiemy zbyt mało, by to całkowicie wykluczyć.

Jednocześnie m.in. dzięki badaniom prof. Janika wiemy na tyle dużo o komunikacji waleni, by na nowo przemyśleć te koncepcje filozoficzne, które podstawowej różnicy między nami a innymi zwierzętami szukają w języku. A także by głębiej zastanowić się nad obecnymi hipotezami dotyczącymi ewolucji naszego języka, opartymi przede wszystkim na tym, co wiemy o małpiej komunikacji. Występowanie u waleni uczenia się wokalnego może sprawiać, że przynajmniej pod pewnymi względami ewolucja naszego języka naturalnego bardziej przypominała ewolucję systemów komunikacji waleni, niż ewolucję wokalizacji używanych przez szympansy.