Биология

Исследователи из США и Гонконга обнаружили в акустических сигналах кашалотов фонологические законы, характерные для человеческих языков. Ученые выяснили, что киты используют аналоги гласных звуков, контролируют их долготу и подстраивают звучание под соседние сигналы в потоке общения. Открытие делает язык кашалотов одной из самых сложных систем коммуникации в животном мире.

Кашалоты (Physeter macrocephalus) общаются под водой с помощью коротких серий щелчков — код (от коды — финального фрагмента музыкального произведения). Десятилетиями биологи классифицировали эти сигналы только по ритму и темпу: например, кода «1+1+3» означает два редких щелчка и три быстрых. Однако недавние исследования показали, что сами щелчки имеют разную акустическую окраску (форманты), аналогичную человеческим гласным звукам. Сигналы с одним пиком частоты условно назвали «а-кодами», с двумя — «и-кодами». Перед учеными стоял вопрос, являются ли эти звуки физиологической случайностью или киты осмысленно комбинируют их по грамматическим правилам.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the Royal Society B, использовали масштабную базу данных проекта CETI (Cetacean Translation Initiative, инициатива по переводу языка китообразных). Записи карибских кашалотов собирали с 2014 по 2018 год с помощью специальных микрофонов на присосках (DTAGs), закрепленных на спинах животных. Это позволило изолировать звуки конкретной особи от фонового шума океана и щелчков других членов стаи. Лингвисты вручную и с помощью ИИ-алгоритмов отфильтровали 1144 коды, записанные от 15 разных китов.

Анализ показал, что акустическая система кашалотов поразительно похожа на человеческую фонетику. Ученые выделили пять ключевых совпадений. Во-первых, киты осмысленно контролируют долготу звуков. Звук «и» в их кодах имеет четкое бимодальное распределение — короткое «и» и долгое «иии». В человеческих языках (например, в английском и финском) долгота гласного звука меняет смысл слова. Во-вторых, базовая длина «а-кодов» систематически больше «и-кодов», что является универсальным правилом фонетики: человеку для произнесения звука «а» нужно шире открыть челюсть, что требует больше времени.

В-третьих, лингвисты зафиксировали у кашалотов закон коартикуляции (слияния звуков). В человеческой речи при произнесении слова «ели» язык ставится выше уже на букве «е», готовясь к артикуляции «и». Аналогичным образом первый щелчок в коде кашалота часто меняет свою тональность, подстраиваясь под звук предыдущей коды. В-четвертых, кашалоты способны независимо комбинировать ритмический рисунок и акустическую окраску. Авторы сравнивают это с тональными языками (например, с китайским), где смена интонации при одних и тех же звуках полностью меняет значение слова. При этом у китов наблюдается и другая человеческая закономерность: определенные «гласные» статистически чаще используются в связке с конкретными ритмами.

Наконец, ученые обнаружили индивидуальные особенности речи. У каждого кашалота есть свой базовый темп: например, самка по имени Пинчи «говорит» в среднем на 15% медленнее, чем особь по имени Этвуд.

Исследование доказывает, что сложная фонология — интеграция и модуляция звуков — не является эксклюзивным изобретением человека. Эволюционные пути людей и зубатых китов разошлись десятки миллионов лет назад, однако у кашалотов независимо сформировалась система связи, которая математически и структурно копирует законы человеческой лингвистики.