Sprechen wir dank KI bald mit Tieren? Wissenschaftler behaupten ein “phonetisches Alphabet” in den Rufen der Wale gefunden zu haben

Wissenschaftler haben eine beeindruckende Leistung erbracht, indem sie eine bisher unbekannte Komplexität in der Kommunikation von Walen aufdeckten. Dies gelang durch die Analyse Tausender aufgezeichneter Sequenzen von Pottwalklicks mittels künstlicher Intelligenz.

Die Variationen in Tempo, Rhythmus und Länge der Klicksequenzen der Wale, die als Codas bezeichnet werden, erzeugen einen vielschichtigen akustischen Teppich. Diese Variablen lassen darauf schließen, dass Wale in der Lage sind, Klickmuster auf unterschiedliche Weise zu kombinieren, indem sie Phrasen mischen und anpassen, um ein breites Spektrum an Informationen auszutauschen.

Obwohl das, was Pottwale mit ihren Klicks kommunizieren, für den Menschen ein Mysterium bleibt, ist die Entschlüsselung des Ausmaßes ihres stimmlichen Austauschs ein entscheidender Schritt, um ihre Rufe mit spezifischen Botschaften oder sozialen Verhaltensweisen in Verbindung zu bringen, wie die Wissenschaftler am 7. Mai in der Fachzeitschrift Nature Communications berichteten.

“Diese Studie stützt sich auf zahlreiche vorangegangene Forschungen, die das Verständnis der Laute von Pottwalen zum Ziel hatten. Sie ist jedoch die erste, die die Rufe der Pottwale im weiteren Kontext ihrer Kommunikation und im Austausch untereinander betrachtet, was zu einigen der vorliegenden Ergebnisse führte”, erklärte Dr. Daniela Rus, Mitautorin der Studie und Direktorin des Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) am MIT, in einer E-Mail.

“Das Verständnis darüber, welche Aspekte ihrer Codas Wale kontrollieren und verändern können, gibt uns Aufschluss darüber, wie sie Informationen in ihren Rufen verschlüsseln können”, fügte Rus hinzu.

Die Wissenschaftler bezeichneten ihren Katalog von Lautkombinationen als “phonetisches Alphabet” für Pottwale und zogen Vergleiche zwischen den Variationen in den Klicksequenzen der Wale und der Erzeugung verschiedener phonetischer Laute in der menschlichen Sprache.

Obwohl die Ergebnisse des Teams faszinierend sind, stellt dieser Begriff eine irreführende Darstellung der vokalen Interaktionen von Walen dar, erklärte Dr. Luke Rendell, ein Forscher an der University of St. Andrews im Vereinigten Königreich, der sich auf die Kommunikation von Meeressäugern spezialisiert hat, in einer E-Mail.

“Die Idee eines ‘phonetischen Alphabets’ ist irreführend”, betonte Rendell, der nicht an der Studie beteiligt war.

“Die Verwendung der Tempovariation bei Walen unterscheidet sich grundlegend von der Art, wie wir beispielsweise Alphabetelemente nutzen, um Sprache zu formen”, führte er aus. “Es gibt dafür keine Belege, und es ist keine nützliche Interpretation, da sie die Perspektive unnötig einschränkt und zu einer überbewerteten Sichtweise führt, während eine viel breitere Palette an Interpretationen möglich wäre.”

Pottwale produzieren ihre Klicklaute, indem sie Luft durch das Spermaceti-Organ in ihrem Kopf pressen. Diese Geräusche können Lautstärken von bis zu 230 Dezibel erreichen, was lauter ist als der Start einer Rakete und stark genug, um das menschliche Trommelfell zu beschädigen, wie ein Team von Wissenschaftlern in der Zeitschrift Scientific Reports berichtete.

In einer neuen Studie verwendeten Forscher maschinelles Lernen, um Muster in den Audiodaten zu identifizieren, die vom Dominica Pottwal Project gesammelt wurden, einer Sammlung von Beobachtungen karibischer Pottwale. Die Aufzeichnungen umfassten die Rufe von etwa 60 Pottwalen, einer Untergruppe des als Eastern Caribbean Clan bekannten Walverbands, aufgenommen zwischen 2005 und 2018.

Frühere Studien identifizierten weltweit 150 Coda-Typen bei Pottwalen, doch karibische Wale nutzten lediglich 21 davon. Wissenschaftler analysierten das Timing und die Frequenz von 8.719 Coda-Sequenzen, die in einzelnen Äußerungen von Walen, in Chören und im Call-and-Response-Austausch zwischen den Tieren auftraten. Mithilfe künstlicher Intelligenz wurden dabei bisher unbekannte Coda-Muster visualisiert.

Die Autoren der Studie identifizierten vier Merkmale in Wal-Codas: Rhythmus, Tempo, Rubato und Verzierung. Der Rhythmus wird durch die Sequenz der Intervalle zwischen den Klicks definiert. Das Tempo bezeichnet die Gesamtdauer einer Coda. Rubato steht für die Variationen in der Dauer von benachbarten Codas mit gleichem Rhythmus und Tempo. Verzierung beschreibt einen zusätzlichen Klick am Ende einer Coda innerhalb einer Sequenz kürzerer Codas, erläuterte Rus.

Diese Ornament-Klicks erscheinen tendenziell zu Beginn und am Ende von Sequenzen während des Gesangswechsels der Wale und fungieren wie Diskursmarker, so Rus.

Die Fähigkeit der Wale, Variationen im Coda-Tempo zu synchronisieren, war eine “wirklich interessante Beobachtung”, bemerkte Rendell.

Er zeigte sich jedoch skeptisch bezüglich der ‘Verzierung’: “Sie tritt sehr selten auf, und es bedarf weiterer Beweise, dass es sich nicht um zufällige Produktionsfehler handelt”, sagte er, “oder um Fülllaute, ähnlich unserem ‘ähm’ oder ‘äh’.”

Das Programm identifizierte insgesamt 18 Rhythmusarten, fünf Tempovarianten, drei Rubato-Typen und zwei Verzierungsformen. Diese Merkmale der Codas könnten kombiniert und angepasst werden, um ein umfangreiches Repertoire an Phrasen zu schaffen, berichteten die Studienautoren. Zudem könnte die Bedeutung je nach Platzierung einer Coda – ob sie anderen Codas folgt oder sich mit ihnen überschneidet – innerhalb eines Dialogs oder Refrains zwischen zwei oder mehr Walen weiter optimiert werden.

“Tatsächlich haben viele von uns seit Jahrzehnten auf fortschrittliche Technologien gewartet, die es uns ermöglichen, solche Dinge zu tun!”, erklärte Dr. Brenda McCowan, Professorin an der University of California Davis School of Veterinary Medicine, in einer E-Mail.

McCowan, die nicht an der Forschung beteiligt war, gehörte zu einem anderen Team, das 2021 ein interaktives “Gespräch” mit einem Buckelwal in den Gewässern vor Alaska durchführte. Für etwa 20 Minuten antwortete ein neugieriger Wal wiederholt auf die Wiedergabe eines Buckelwalgesangs, der vom Boot der Forscher aus gesendet wurde.

“Diese spezielle Wiedergabe (mit dem Buckelwal im Jahr 2021) war ein opportunistisches Experiment mit einem neugierigen Wal, der uns sowohl verhaltensmäßig als auch stimmlich und ganz aus eigenem Antrieb heraus ansprach”, erläuterte McCowan.

Interaktive Experimente mit Walen, zusammen mit der Beobachtung ihres Verhaltens, könnten entscheidend sein, um die Syntax von Pottwal-Klicksequenzen zu entschlüsseln, so die Autoren der Studie.

Die Methode des maschinellen Lernens könnte auch nützlich sein, um andere Arten von Tierlauten zu erforschen, ergänzte McCowan.

“Tempo, Rhythmus, Rubato und Verzierungen finden sich wahrscheinlich auch bei anderen Walarten”, erklärte McCowan. “Das ist bereits beim Gesang der Buckelwale bekannt. Es gibt jedoch auch Anzeichen für solche Muster bei anderen aquatischen, terrestrischen und baumbewohnenden Spezies, bei denen diese Methode Anwendung finden könnte.”

Obgleich diese Technik nützlich ist, um gewisse Aspekte der Kommunikation zu erkennen, ist sie kein Allheilmittel, warnte Rendell.

“Maschinelles Lernen ist ausgezeichnet darin, Muster in umfangreichen Datensätzen aufzudecken”, sagte er, “aber es kann keine Bedeutung generieren.”

Bild: adhist19