Prijavite se za CNN-ov naučni bilten Teorija čuda. Istražite svemir uz vijesti o fascinantnim otkrićima, naučnim dostignućima i još mnogo toga.
CNN
—
Naučnici su napravili veliki podvig. Utvrdili su ranije nepoznatu složenost komunikacija kitova analizirajući hiljade snimljenih sekvenci klikova kitova spermatozoida pomoću veštačke inteligencije.
Varijacije u tempu, ritmu i dužini sekvenci klikova kitova, nazvanih koda, tkaju bogatu akustičnu tapiseriju. Ove varijable nagovještavaju da kitovi mogu kombinirati obrasce klikova na više načina, miješajući i uparujući fraze kako bi prenijeli širok raspon informacija jedni drugima.
Šta kitovi spermatozoidi govore svojim klikovima ostaje misterija za ljudske uši. Ipak, otkrivanje opsega glasovnih razmjena kitova važan je korak ka povezivanju poziva kitova sa određenim porukama ili društvenim ponašanjem, objavili su naučnici 7. maja u časopisu Nature Communications.
“Ovaj rad se temelji na mnogo prethodnog rada usmjerenog na razumijevanje poziva kitova spermatozoida. Međutim, ovo je prvi rad koji je počeo sagledavati pozive kitova u njihovom širem komunikacijskom kontekstu i u kontekstu razmjene između kitova, što je omogućilo neke od nalaza”, rekao je koautor studije. dr Daniela Rusdirektor Laboratorije za kompjuterske nauke i umjetnu inteligenciju (CSAIL) na MIT-u, u e-poruci.
"Razumijevanje koje aspekte njihovih kodova mogu kontrolirati i varirati pomaže nam da shvatimo kako mogu kodirati informacije u svojim pozivima", rekao je Rus.
Istraživači su svoj katalog zvučnih kombinacija nazvali "fonetskom abecedom" za kitove sperme, upoređujući varijacije u sekvencama klikova kitova sa proizvodnjom različitih fonetskih zvukova u ljudskom govoru.
Ali dok su nalazi tima zanimljivi, taj termin nudi pogrešnu perspektivu o glasovnim interakcijama kitova, rekao je Dr. Luke Rendellistraživač na Univerzitetu St. Andrews u Ujedinjenom Kraljevstvu čiji se rad fokusira na komunikaciju kod morskih sisara, putem e-pošte.
„Prezentacija 'fonetske abecede' — nije ništa od toga," rekao je Rendell, koji nije bio uključen u istraživanje.
„Način na koji se koristi varijacija tempa potpuno je drugačiji od načina na koji, recimo, koristimo elemente abecede za konstruisanje jezičkog izraza“, rekao je. “Nema dokaza za to, i to nije od velike pomoći tumačenje jer sve tjera u ograničenu i pomalo preprodanu perspektivu 'je li kao ljudski jezik ili ne', kada postoji mnogo širi raspon interpretacija na raspolaganju.”
Kitovi spermatozoidi proizvode svoje škljocanje tako što tjeraju zrak kroz organ u njihovim glavama koji se zove spermaceti, a ovi zvukovi mogu biti glasni i do 230 decibela - glasniji od lansiranja rakete i sposobni da razbiju ljudske bubne opne - drugi tim naučnika je ranije objavio u časopisu. Scientific Reports.
Za novu studiju, istraživači su koristili mašinsko učenje kako bi otkrili obrasce u audio podacima koje prikuplja Projekat kitova spermatozoida Dominika, skladište za posmatranje kitova spermatozoida koji naseljavaju Karipsko more. Snimci su predstavljali glasove otprilike 60 kitova spermatozoida - podskup grupe od oko 400 kitova poznatih kao istočnokaripski klan - a vokalizacije su snimljene između 2005. i 2018. godine.
Prethodno istraživanje je identifikovalo 150 vrsta koda kod kitova spermatozoida širom sveta, ali karipski kitovi su koristili samo 21 od tih koda.
Naučnici su ispitali vrijeme i učestalost 8.719 koda sekvenci - u usamljenim izgovorima kitova, u horovima i u razmjeni poziva i odgovora između kitova. Kada se vizualizira pomoću umjetne inteligencije, pojavili su se prethodno nevidljivi obrasci koda.
Autori studije su definisali četiri karakteristike koda: ritam, tempo, rubato i ornamentiku. Ritam opisuje redoslijed intervala između klikova. Tempo je trajanje cijele kode. Rubato se odnosi na varijacije u trajanju između susjednih koda istog ritma i tempa. A ornamentacija je "dodatni klik" koji se dodaje na kraju koda u grupi kraćih koda, objasnio je Rus.
Ovi takozvani ukrasni klikovi se „češće javljaju na početku i kraju skretanja“ tokom glasovnih razmjena između kitova, „ponašajući se kao markeri diskursa“, rekao je Rus.
Otkriće da kitovi mogu sinkronizirati varijacije u tempu koda bilo je "zaista zanimljivo zapažanje", rekao je Rendell.
“Manje sam uvjeren u 'ornamentiku'”, dodao je. „To se dešava veoma retko, i mislim da nam treba više dokaza da to nisu samo greške u proizvodnji“, ili zvuci punila, „kao kada kažemo 'hm' ili 'grešim'."
Sve u svemu, program je otkrio 18 tipova ritma, pet tipova tempa, tri vrste rubata i dvije vrste ornamentike. Sve ove karakteristike koda mogu se pomiješati i upariti kako bi se formirao "ogromni repertoar" fraza, izvijestili su autori studije. Štaviše, značenje bi se moglo još više podesiti u zavisnosti od postavljanja koda – koji prati ili preklapa druge kode – unutar razmene ili refrena koji uključuje dva ili više kitova.
„Zapravo, mnogi od nas čekaju naprednu tehnologiju koja će nam omogućiti da uradimo ovako nešto decenijama!“ rekao je Dr. Brenda McCowanprofesor na Fakultetu veterinarske medicine Davis Univerziteta Kalifornije, u e-poruci.
McCowan, koji nije bio uključen u istraživanje, bio je dio drugog tima koji je 2021. proveo interaktivnu "razgovor" sa grbavim kitom u vodama blizu Aljaske. Oko 20 minuta, radoznali kit je više puta odgovarao na snimak grbave pjesme prenošen sa čamca naučnika.
"Ova konkretna reprodukcija (sa grbavom 2021.) bila je oportunistički eksperiment sa radoznalim kitom koji nas je angažovao i bihevioralno i vokalno, i to potpuno svojom voljom", rekao je McCowan.
Takvo interaktivno eksperimentiranje s kitovima, zajedno s promatranjem ponašanja kitova, moglo bi biti važan dio otkrivanja sintakse sekvenci klikova kitova spermatozoida, napisali su autori u studiji.
Njihova metoda strojnog učenja također bi se mogla pokazati korisnim za proučavanje drugih vrsta životinjskih vokalizacija, dodao je McCowan.
“Tempo, ritam, rubato i ukrasi vjerovatno će se naći kod drugih vrsta kitova”, rekao je McCowan. „Već znamo da je to istina za grbavu pjesmu. Ali postoje i dokazi za ovu vrstu uzorka kod drugih vodenih, kopnenih i arborealnih vrsta na koje bi se ovaj pristup mogao primijeniti.”
Ali iako je ova tehnika korisna za identifikaciju određenih aspekata komunikacije, to nije kamen iz Rozete, upozorio je Rendell.
“Mašinsko učenje je odlično za pronalaženje obrazaca u velikim skupovima podataka,” rekao je, “ali ne stvara značenje.”
Mindy Weisberger je naučna spisateljica i medijska producentica čiji je rad objavljen u časopisima Live Science, Scientific American i How It Works.
