اكتشافات مذهلة: تواصل حيتان العنبر

اكتشاف الأبجدية الصوتية في نداءات الحيتان

لقد حقق العلماء إنجازاً مذهلاً. فقد حددوا تعقيدًا لم يكن معروفًا من قبل في تواصل الحيتان من خلال تحليل آلاف التسلسلات المسجلة لنقرات حوت العنبر باستخدام الذكاء الاصطناعي.

وتؤدي الاختلافات في الإيقاع والإيقاع وطول تسلسل نقرات الحيتان، والتي تسمى الكودات، إلى نسج نسيج صوتي غني. وتلمح هذه المتغيرات إلى أن الحيتان يمكنها الجمع بين أنماط النقر بطرق متعددة، ومزج ومطابقة العبارات لنقل مجموعة واسعة من المعلومات لبعضها البعض.

أهمية التواصل بين حيتان العنبر

ولا يزال ما تقوله حيتان العنبر بنقراتها لغزاً بالنسبة للآذان البشرية. ومع ذلك، فإن الكشف عن نطاق التبادلات الصوتية للحيتان يعد خطوة مهمة نحو ربط نداءات الحيتان برسائل محددة أو سلوكيات اجتماعية، حسبما أفاد العلماء في 7 مايو في مجلة Nature Communications.

"يعتمد هذا العمل على الكثير من الأعمال السابقة التي ركزت على فهم نداءات حيتان العنبر. ومع ذلك، فإن هذا هو العمل الأول الذي بدأ في النظر إلى نداءات حيتان العنبر في سياقها التواصلي الأوسع وفي سياق التبادلات بين الحيتان، وهو ما جعل بعض النتائج ممكنة"، كما قالت الدكتورة دانييلا روس، المؤلفة المشاركة في الدراسة ومديرة مختبر علوم الحاسوب والذكاء الاصطناعي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في رسالة بالبريد الإلكتروني.

وتضيف روس: "يساعدنا فهم جوانب الكودات التي يمكن أن تتحكم فيها الحيتان وتغيرها على فهم كيفية ترميز المعلومات في نداءاتها".

ما هي "الأبجدية الصوتية" لحيتان العنبر؟

وأطلق الباحثون على فهرسهم لمجموعات الأصوات التي توصلوا إليها اسم "الأبجدية الصوتية" لحيتان العنبر، وقارنوا الاختلافات في تسلسل نقرات الحيتان بإنتاج الأصوات الصوتية المختلفة في الكلام البشري.

ولكن على الرغم من أن النتائج التي توصل إليها الفريق مثيرة للاهتمام، إلا أن هذا المصطلح يقدم منظورًا مضللًا للتفاعلات الصوتية للحيتان، كما قال الدكتور لوك ريندل، الباحث في جامعة سانت أندروز في المملكة المتحدة الذي يركز عمله على تواصل الثدييات البحرية، في رسالة بالبريد الإلكتروني.

وجهات نظر مختلفة حول المصطلح

وقال ريندل، الذي لم يشارك في البحث: "إن عرض 'الأبجدية الصوتية' - ليس شيئًا من هذا القبيل".

وأضاف: "تختلف طريقة استخدام التباين في الإيقاع تمامًا عن الطريقة التي نستخدم بها عناصر الأبجدية لبناء التعبير اللغوي". "لا يوجد دليل على ذلك، وهو ليس تفسيرًا مفيدًا للغاية لأنه يفرض كل شيء في منظور مقيد ومبالغ فيه إلى حد ما "هل هو مثل اللغة البشرية أم لا"، في حين أن هناك مجموعة أوسع بكثير من التفسيرات المتاحة."

التعرف على الأنماط في نداءات الحيتان

وتصدر حيتان العنبر نقراتها عن طريق دفع الهواء من خلال عضو في رؤوسها يسمى "سبيرماسيتي"، ويمكن أن تصل هذه الأصوات إلى 230 ديسيبل - أي أعلى من صوت إطلاق صاروخ وقادرة على تمزيق طبلة الأذن البشرية - كما ذكر فريق آخر من العلماء في تقرير سابق في مجلة التقارير العلمية.

بالنسبة للدراسة الجديدة، استخدم الباحثون التعلم الآلي لاكتشاف الأنماط في البيانات الصوتية التي جمعها مشروع حوت العنبر في دومينيكا، وهو مستودع لرصد حيتان العنبر التي تعيش في البحر الكاريبي. مثلت التسجيلات أصوات ما يقرب من 60 حوتًا من حيتان العنبر - وهي مجموعة فرعية من مجموعة تضم حوالي 400 حوت تعرف باسم عشيرة شرق الكاريبي - وتم تسجيل الأصوات بين عامي 2005 و2018.

استخدام التعلم الآلي في تحليل البيانات الصوتية

وقد حددت الأبحاث السابقة 150 نوعًا من الكودات في حيتان العنبر في جميع أنحاء العالم، لكن الحيتان الكاريبية استخدمت 21 نوعًا فقط من هذه الكودات.

قام العلماء بفحص توقيت وتواتر 8719 تسلسل كودا - في نطق الحيتان المنفردة، وفي الجوقات وفي تبادل النداء والاستجابة بين الحيتان. وعند تصورها باستخدام الذكاء الاصطناعي، ظهرت أنماط كودا لم يسبق لها مثيل.

السمات الرئيسية في الكودات الصوتية

وقد حدد مؤلفو الدراسة أربع سمات في الكودات: الإيقاع، والسرعة، والرباتو، والزخرفة. يصف الإيقاع تسلسل الفواصل الزمنية بين النقرات. الإيقاع هو مدة الكودا بأكملها. يشير روباتو إلى الاختلافات في المدة عبر الكودات المتجاورة من نفس الإيقاع والإيقاع. وأوضح روس أن الزخرفة هي "نقرة إضافية" تضاف في نهاية الكودا في مجموعة من الكودات الأقصر.

وقال روس إن هذه النقرات المسماة نقرات الزخرفة "تحدث بشكل أكبر في بداية ونهاية المنعطفات" أثناء التبادلات الصوتية بين الحيتان، "تتصرف مثل علامات الخطاب".

وقال ريندل إن اكتشاف أن الحيتان يمكن أن تزامن الاختلافات في إيقاع الكودا كان "ملاحظة مثيرة للاهتمام حقًا".

الاكتشافات المثيرة في التواصل الصوتي

وأضاف قائلاً: "أنا أقل اقتناعاً بـ "الزخرفة". "إنها نادراً ما تحدث، وأعتقد أننا بحاجة إلى المزيد من الأدلة على أنها ليست مجرد خلل في الإنتاج" أو أصوات حشو "مثل عندما نقول 'أم' أو 'خطأ'".

إجمالاً، اكتشف البرنامج 18 نوعاً من الإيقاع، وخمسة أنواع من السرعة، وثلاثة أنواع من الروبوتات ونوعين من الزخرفة. أفاد مؤلفو الدراسة أنه يمكن مزج ومطابقة جميع هذه الميزات الإيقاعية لتشكيل "ذخيرة هائلة" من العبارات. والأكثر من ذلك، يمكن تعديل المعنى بشكل أكبر اعتمادًا على موضع الكودا - بعد أو تداخل الكودا الأخرى - ضمن تبادل أو جوقة تضم حوتين أو أكثر.

التجارب التفاعلية مع الحيتان

وقالت الدكتورة بريندا ماكوان، الأستاذة في كلية الطب البيطري بجامعة كاليفورنيا ديفيس في رسالة بالبريد الإلكتروني: "في الواقع، كان الكثيرون منا ينتظرون التكنولوجيا المتقدمة التي تسمح لنا بالقيام بشيء كهذا منذ عقود!".

كانت ماكوان، التي لم تشارك في البحث، جزءًا من فريق آخر أجرى في عام 2021 "محادثة" تفاعلية مع حوت أحدب في المياه بالقرب من ألاسكا. ولمدة 20 دقيقة تقريبًا، استجاب الحوت الفضولي مرارًا وتكرارًا لتسجيل أغنية الحوت الأحدب تم بثها من قارب العلماء.

تجارب سابقة مع الحيتان

قالت ماكوان: "كان هذا التشغيل بالذات (مع الحوت الأحدب في عام 2021) تجربة انتهازية مع حوت فضولي أشركنا سلوكيًا وصوتيًا على حد سواء، وبإرادتها الخاصة تمامًا".

كتب المؤلفون في الدراسة أن مثل هذه التجارب التفاعلية مع الحيتان، إلى جانب ملاحظات سلوك الحيتان، يمكن أن تكون جزءًا مهمًا من كشف تركيب تسلسل نقرات حوت العنبر.

إمكانيات التعلم الآلي في دراسة أصوات الحيوانات

وأضافت ماكوان أن طريقة التعلم الآلي التي استخدموها قد تكون مفيدة أيضًا لدراسة أنواع أخرى من أصوات الحيوانات.

وقالت ماكوان: "من المحتمل أن يكون الإيقاع والسرعة والربّاتو والزخرفة موجودة في أنواع أخرى من الحيتان". "نحن نعلم بالفعل أن هذا ينطبق على أغنية الحوت الأحدب. ولكن هناك أيضًا أدلة على وجود هذا النوع من الزخرفة في الأنواع المائية والبرية والشجرية الأخرى التي يمكن تطبيق هذا النهج عليها."

تحذيرات حول استخدام التعلم الآلي

وحذر ريندل من أنه على الرغم من أن هذه التقنية مفيدة في تحديد جوانب معينة من التواصل، إلا أنها ليست حجر رشيد.

"وقال: "التعلم الآلي رائع للعثور على الأنماط في مجموعات البيانات الكبيرة، لكنه لا يخلق معنى."