Wat zeehonden ons kunnen leren over de oorsprong van taal

Zeehonden en zeeleeuwen hebben hersenverbindingen die hen meer controle geven over hun ademhaling.

Schrijf je in voor de nieuwsbrief! Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week? Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Wetenschappers staan al lang voor een complex vraagstuk: waarom kunnen mensen wel hele ingewikkelde geluiden maken, terwijl de meeste dieren dat niet kunnen? Onderzoekers van Emory University en New College of Florida denken een belangrijk deel van het antwoord te hebben gevonden. De studie is te vinden in het wetenschappelijke tijdschrift Science.

Andere eigenschappen

De onderzoekers vergeleken voor het onderzoek de hersenen van zeeleeuwen, gewone zeehonden, noordelijke zeeolifanten en coyotes. De keuze voor die soorten is niet toevallig: zeehonden en zeeleeuwen zijn evolutionair verwant aan coyotes, maar beschikken toch over hele andere (vocale) eigenschappen. Daardoor zijn ze interessant om te vergelijken. Waar coyotes vooral simpelere geluiden maken lijken zeehonden en zeeleeuwen meer speelruimte te hebben in hoe ze hun stem gebruiken.

Om dat verschil in vermogen te onderzoeken maakten de wetenschappers gebruik van diffusion MRI. Met die techniek kunnen ze niet alleen de vorm van hersengebieden bekijken, maar ook de ‘bedrading’ ertussen: de witte verbindingen die signalen van het ene gebied naar het andere brengen.

Voor het onderzoek gebruikten ze de hersenen van dieren die al overleden waren. Dat had een voordeel. Onderzoeker Karla Miller van de Universiteit van Oxford zegt: “Omdat dode hersenen niet bewegen en zonder problemen urenlang stil blijven liggen, kunnen we gegevens van zeer hoge kwaliteit verzamelen.”

Duidelijk verschil

De scans lieten een duidelijk verschil zien tussen coyotes en de zeezoogdieren. Bij coyotes loopt de aansturing van geluid vooral via het midden van het brein. Daar loopt de aansturing langs een hersengebied dat een grote rol speelt bij het automatisch aansturen van functies die belangrijk zijn om te overleven, zoals de ademhaling en het tijdig reageren op gevaar.

Bij de zeehonden en zeeleeuwen zagen de onderzoekers iets anders: zij hadden een directe verbinding tussen de hersenschors, waar meer bewuste controle plaatsvindt, en de zenuwcellen die de spieren van het strottenhoofd aansturen. Op die manier kunnen deze zeezoogdieren heel direct bepalen wat voor soort geluiden ze willen maken. Bij coyotes lijkt dat dus niet het geval te zijn: de geluiden die zij produceren lijken meer een ‘reactie’ te zijn op een ontstane situatie.

Leestip: Zeehonden zwemmen wat af: vaak worden landsgrenzen doorkruist om aan voedsel te komen

Volgens de onderzoekers kan die directe verbinding veel verklaren. De meeste dieren maken vaak een specifiek geluid voor een specifieke situatie. Wetenschappers hebben daarnaast ontdekt dat veel diersoorten niet in staat zijn om nieuwe klanken te leren.

Zeehonden zijn daar echter wel toe in staat. Ze kunnen uiteindelijk zelfs getraind worden om liedjes na te hummen en om menselijke klanken te maken. Een beroemd voorbeeld daarvan is Hoover, een gewone zeehond die in de vorig eeuw bekend werd omdat het klonk alsof hij met een accent uit Boston sprak. Zulke voorbeelden zijn echter heel zeldzaam, wat ook de reden is waarom juist deze dieren zo interessant zijn voor onderzoekers die de oorsprong van spraak willen begrijpen.

Snacken tijdens de jacht naar vis

De studie laat echter ook zien dat niet alle zeezoogdieren even veel controle hebben over hun spraak. Vooral gewone zeehonden blijken te beschikken over dat unieke talent. Bij hen vonden de onderzoekers opvallend sterke verbindingen tussen de hersengebieden die te maken hebben met horen, beweging en stemcontrole.

Dat zou deels kunnen verklaren waarom specifiek gewone zeehonden zo goed nieuwe geluiden kunnen nabootsen. De gevonden verbindingen lijken bovendien sterk op verbindingen die ook belangrijk zijn voor het spraakvermogen van mensen en papegaaien.

De onderzoekers denken dat de sterkere hersenverbindingen niet direct zijn ontstaan om beter geluiden te kunnen leren. In plaats daarvan is het waarschijnlijk een bijeffect van een ander vermogen dat ze ook hebben: ze kunnen onderwater eten zonder daarbij te verdrinken. Om dat mogelijk te maken moeten ze hun ademhaling en slikbewegingen heel precies kunnen sturen. Daardoor zouden ze dus ook meer controle over hun stembanden hebben.

Dat maakt de studie relevant voor het beantwoorden van het complexe vraagstuk rondom het ontstaan van het menselijk spraakvermogen. Uit het onderzoek blijkt namelijk dat een diersoort specifieke hersenverbindingen nodig heeft om complexere geluiden te kunnen maken.

Teamlid Gregory Berns van Emory University zegt: “Door het vergelijken van zoogdieren die wel en niet vocaal getalenteerd zijn kunnen we stap voor stap een evolutionaire stamboom opbouwen voor het ontstaan van taal.” De onderzoekers werken inmiddels aan een vervolgonderzoek waarbij ze kijken naar de vocale vaardigheden van walvissen, dolfijnen en bruinvissen.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Zeeolifantengeheugen: gigantische zeehonden herkennen de stem van hun aartsvijanden jaren later nog steeds en Grijze zeehonden blijken heel bijzondere moedermelk te produceren . Of lees dit artikel: Arctische zeehonden blijken superneus te hebben die efficiënter werkt dan moderne ventilatiesystemen .

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: