Nature vs Nurture: Universalien der Intonation bei Singvögeln und Menschen

Sprachwissenschaftler wissen seit langem, dass die Sprachen der Welt viele gemeinsame Merkmale teilen, die Universalien genannt werden. Diese Merkmale1 umfassen die syntaktische Struktur von Sprachen (z. B. Wortreihenfolge) sowie feinere akustische Sprachmuster, wie das Timing, die Tonhöhe und die Betonung von Äußerungen.

Biologen, die den Vogelgesang erforschen, sind seit geraumer Zeit fasziniert von der Möglichkeit, dass die Universalien der Intonation in neurobiologischen Prozessen verwurzelt sind, die in einer Vielzahl von Tieren vorkommen. Jetzt liefern Studien von Vogelkundlern der McGill Universität in Montreal, Kanada neue Indizien, um diese Idee zu unterstützen.

In einer Reihe von Experimenten fanden die Forscher heraus, dass junge Zebrafinken intrinsisch voreingenommen sind, bestimmte Arten von Lautmustern gegenüber anderen zu erzeugen2. “Außerdem ähneln diese Klangmuster Mustern, die häufig in menschlichen Sprachen und in der Musik beobachtet werden”, sagt Jon Sakata, leitender Autor des Fachartikels, der in Current Biology veröffentlicht wurde [1].

Credit: By Peripitus (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) Ein männlicher Zebra-Fink (Taeniopygia guttata) im Dundee Wild Life Park, Murray-Brücke, Süd-Australien.

In umfangreichen Untersuchungen von Zebrafinkenliedern haben Vogelkundler eine Vielzahl von Lautmustern dokumentiert, die in allen Zebrafinkenpopulationen vorkommen. “Da die Natur dieser Universalien Ähnlichkeit mit denen in Menschen hat und weil Singvögel3 ihre Laute auf die gleiche Weise lernen, wie Menschen Sprache, waren wir motiviert, die biologische Veranlagung beim Gesangslernen bei Singvögeln zu erforschen”, sagt Logan James, Co-Autor der Studie.

Um eine biologische Prädisposition sichtbar zu machen, unterrichteten James und Sakata individuell junge Zebrafinken mit Liedern, die aus einer Sequenz von fünf akustischen Elementen in jeder möglichen Reihenfolge bestanden. Die Vögel wurden jeder Sequenzpermutation gleich häufig und in zufälliger Reihenfolge ausgesetzt. Jeder Zebrafink musste daher individuell “auswählen”, welche Sequenzen er aus diesem “Vogelgesangbuffet” produzieren sollte.

Am Ende waren die Gesänge, die die im Labor groß gezogenen Vögel sangen, denen, die in natürlichen Zebrafinkenpopulationen beobachtet wurden, sehr ähnlich. Ein Beispiel: Zebrafinken, die mit randomisierten Lautsequenzen unterrichtet wurden, setzen oft einen “Fernanruf” – eine lange, tiefe Stimme – am Ende ihres Liedes ab, genau wie wilde Zebrafinken.

Andere Klänge erschienen viel wahrscheinlicher am Anfang oder in der Mitte des Liedes; zum Beispiel wurden kurze und hohe Vokalisationen eher in der Mitte des Liedes produziert als am Anfang oder Ende des Liedes. Dies entspricht Mustern, die in verschiedenen Sprachen beobachtet werden, und in der Musik, bei der Klänge am Ende von Phrasen tendenziell länger und in der Tonhöhe niedriger sind als Klänge in der Mitte.

“Diese Ergebnisse liefern wichtige Beiträge für unser Verständnis der menschlichen Sprache und Musik”, sagt Caroline Palmer, eine Psychologin der McGill-Universität, die nicht an der Studie beteiligt war. “Die Forschung, die die Lernumgebung der Vögel auf eine Weise steuert, die mit kleinen Kindern nicht möglich ist, legt nahe, dass statistisches Lernen allein – der Grad, in dem man bestimmten akustischen Mustern ausgesetzt ist – keine Präferenzen für Lieder (oder Sprache) erklären kann. Andere Prinzipien, wie universelle Grammatiken und Wahrnehmungsorganisation, sind eher dafür verantwortlich, dass sowohl menschliche Säuglinge als auch Jungvögel prädisponiert sind, bestimmte auditive Muster zu bevorzugen.”

Fußnoten

1. Der Sprachwissenschaftler Noam Chomsky und der Psychologe Steven Pinker behaupten, dass diese Merkmale eine Universalgrammatik widerspiegeln, die auf angeborenen Mechanismen des Gehirns aufbauen, die das Sprachenlernen fördern und beeinflussen.

2. Beim Menschen erforscht die Makroprosodie Änderungen im Grundfrequenzverlauf, die der Sprecher bewusst produziert. Viele Ansätze in der sprachlichen Intonationsforschung gehen von einer endlichen Menge an intonatorischen Strukturen innerhalb einer Sprache aus, vergleichbar den Phonemen die vom Sprecher gewissen Regeln folgend eingesetzt werden.

3. Die Singvögel mit ihren zahlreichen Familien stellen eine Unterordnung der Sperlingsvögel dar. Es gibt weltweit mehrere tausend Arten von Singvögeln. Sie kommunizieren neben dem Gesang mit Rufen. Das Krächzen der Raben wäre ein Beispiel dafür. Warnrufe warnen die Artgenossen vor einer drohenden Gefahr, Lockrufe dienen als Leitsignal beispielsweise für Jungvögel. Manche Singvögel können andere Singvögel nachahmen. Kleiber z. B. imitieren gelegentlich Grünfinken. Dadurch wird möglicherweise von dem kleineren Vogel vorgetäuscht, dass man es mit einem größeren und stärkeren Gegner zu tun hat. Gelbspötter sind regelrechte Meister der Imitation: Sie beherrschen eine ganze Reihe an Rufen und Gesängen von anderen Vogelarten.

Weiterführende Literatur

[1]. Logan S. James, Jon T. Sakata.(2017) Learning Biases Underlie ‘Universals’ in Avian Vocal Sequencing. Current Biology; DOI: 10.1016/j.cub.2017.10.019

Auf Dr Doolittles Spuren: Lautlernen und Interspecies-Kommunikation

Veröffentlicht von

Joe Dramiga ist Neurogenetiker und hat Biologie an der Universität Köln und am King’s College London studiert. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit der Genexpression in einem Mausmodell für die Frontotemporale Demenz. Die Frontotemporale Demenz ist eine Erkrankung des Gehirns, die sowohl Ähnlichkeit mit Alzheimer als auch mit Parkinson hat.

Kontakt: jdramiga [at] googlemail [dot] com

15 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Ja, das ist interessant. Gesang ist beim Menschen ja ganz eng mit Emotionen gekoppelt. Gewiss ist es bei den Vögeln und Walen ebenso. Ein schöner Gedanke.
    Wenn Googels Alpha oder einer seiner Nachfolger mit seinen Neuroprozessoren mal selbstständig anfängt zu singen, dann wird’s ernst 😉

  2. „Universalgrammatik“ ist wohl zu formal, zu symbolisch gedacht. Das Neuronale und sogar das Denken scheint vielmehr von (sehr abstrakten) Mustern gelenkt zu sein. Was wir (Tiere und Menschen) primär wahrnehmen ist ein schwach strukturiertes Rauschen und dieses Rauschen trifft in unserem Zentralnervensystem auf Erwartungen in Form von sehr abstrakten Mustern. Wir sehen dann im Rauschen das was wir erwarten, wobei wir aber zugleich die Realität, die Fakten möglichst gut widerspiegeln wollen (
    Im Akt des Erkennens). Das ist auch der Grund warum wir in allem möglichen Gesichter zu erkennen glauben. Wir erwarten Gesichter oder anders formuliert: wir wollen keine Gesichter verpassen. Besser ein Gesicht zu sehen wo es keines gibt als ein Gesicht zu übersehen.
    Mit andern Worten: was hier für die Erkennung und Wiedergabe von Lauten und Sprache gesagt wird, das gilt auch für die anderen Sinneskanäle. Im Verständnis von höheren kognitiven und performativen Leistungen sind wir heute erst ganz am Anfang. Zudem erkennen wir erst gerade, dass höhere kognitive und performative Leistungen (wie das Singen oder Sprechen) nicht dem Menschen vorbehalten sind. Evolutionär betrachtet ist das einleuchtend. Was den Mensch vom Tier unterscheidet kann nicht völlig neu sein. Es muss seine Wurzeln in unseren Vorfahren haben, denn Evolution bedeutet zu 99% Weiterentwicklung von Bestehendem und nur zu 1% Neuerfindung.

    • Ergänzung zur Kritik an der “Universalgrammatik”: Schablonen scheint es in unserem kognitiven Apparat zu geben, aber nicht im konkreten Sinne von Noam Chomskys Universalgrammatik, wo Chomsky von einem Grammatikgen ausgeht und sogar noch präzisiert, dass dieses Grammatikgen die Rekursion (das Einbetten von Sätzen in Sätzen) ermöglichen müsse (Chomsky spekulierte, die Rekursionsfähigkeit sei durch eine einzige genetische Mutation vor etwa 50 000 bis 100 000 Jahren entstanden). Heute neigt die Kognitionswissenschaft zu allgemeineren, umfassenderen Konzepten um den Spracherwerb zu erklären, zu Konzepten wie sie im Artikel Ein neues Bild der Sprache dargelegt sind. Sprache resultiert gemäss diesen allgemeineren Konzepten auf der Bündelung von kognitiven Fähigkeiten wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit, mentaler Analogiebildung und Begreifen sozialer Situationen in den Sprachbereich wobei Kinder die Sprache selbst gebrauchsbasiert erlernen indem sie gehörte Sätze in konstante und variable Anteile zergliedern können und dann etwa schlussfolgern, dass der Satz “Him a presidential candidate?!” eine Schablone liefert um einen anderen Satz wie “Her go to ballet?!” zu bilden. In Chomskys Universalgrammatik war dagegen ein Satz wie “Him a presidential candidate?!” von vornherein problematisch, weil er nicht der üblichen Satzstellung im Englischen entspricht und somit nicht zur Kerngrammatik (sondern zu Ausnahmen) gehören würde. Mit dem Konzept des gebrauchsbasierten Spracherwerbs gibt es dagegen gar keine Kerngrammatik mehr. Vielmehr muss das Kind nur in der Lage sein den Satz “Him a presidential candidate?!” zu verstehen, “tief” zu verstehen, denn das Verständnis bedeutet nun 1) Was bedeutet der Satz 2) Welches allgemeine Muster lässt sich aus diesem Satz ableiten.
      Tatsächlich zeigen ja viele Menschen in ihrem Denken/Schlussfolgern die Tendenz zur schnellen Verallgemeinerung, in dem sie aus ein paar Erlebnissen, die ihnen selbst zustiessen, eine allgemeine Regel aufstellen. Warum tun sie das? Vor allem weil alle Menschen das sehr gut können, weil Denken und Sprechen ohne die Fähigkeit zur “frechen” Verallgemeinerung gar nicht funktionieren würde.

      Allerdings scheinen mir die Erkenntnisse, die Joe Dramiga hier betreffend dem Erlernen von Gesängen wiedergibt, darauf hinzuweisen, dass die Wahrheit vielleicht in der Mitte liegt: Weder folgt der Spracherwerb einer Universalgrammatik/Universalschablone allein noch ist der Spracherwerb allein gebrauchsbasiert erklärbar. Vielmehr scheint es bestimmte eingebaute Präferenzen/Vorurteile zu geben, was eine korrekte Sprache, ein korrektes Lied sei. Wir können also vieles lernen, aber nicht alles gleich gut, denn wir neigen zu bestimmten “Lösungen”. Etwas was wir meiner Meinung sogar in der Entwicklung der Technologie beobachten können. Es werden immer wieder neue Gadgets, neue Technologien auf den Markt geworfen, nur wenige davon aber setzen sich durch. Oft weil nur wenige dem entsprechen, was Menschen erwarten, womit Menschen natürlich umgehen können und wo es keine Störfaktoren gibt. Google Glass beispielsweise hat sich nicht durchgesetzt, wohl weil diese Brillen mit eingebauten Kameras sozial nicht akzeptiert wurden. Das soziale Zusammenleben basiert wahrscheinlich nicht einfach oder nicht nur auf willkürlichen Regeln sondern es gibt eine “natürliche” Art der sozialen Interaktion und es gibt weniger “natürliche”. Die weniger natürlichen können wir zwar auch erlernen, wir neigen aber zu den natürlicheren.

  3. Menschliche Föten können im letzten Schwangerschaftsmonat Silben, Vokale bzw. Mutter-/Fremdsprache unterscheiden. Dazu gibt es eine Reihe von Experimenten.
    D.h. sie haben schon vor der Geburt bestimmte Muster als Lernwissen erworben.

    Im Mutterbauch gibt es eine Reihe von Geräuschen, die bei allen Menschen ähnlich sind: Herzschlag, Atem-, Sprach-, Verdauungsgeräusche. Deswegen werden bestimmte auditive Muster wohl dafür verantwortlich sein, dass unsere Sprachen viele gemeinsame Merkmale haben. Hinzu kommen auch noch Bewegungen die der Fötus im Mutterbauch spürt; die ebenfalls einem Rhythmus entsprechen.

    Lernwissen oder neurobiologische Prozesse als Grundlage von Spracherwerb? – vorgeburtliche Erfahrungen als Grundlage von Spracherwerb sollten berücksichtigt werden.

  4. Zitat Krichard: „Im Mutterbauch gibt es eine Reihe von Geräuschen, die bei allen Menschen ähnlich sind: Herzschlag, Atem-, Sprach-, Verdauungsgeräusche. Deswegen werden bestimmte auditive Muster wohl dafür verantwortlich sein, dass unsere Sprachen viele gemeinsame Merkmale haben. Hinzu kommen auch noch Bewegungen die der Fötus im Mutterbauch spürt; die ebenfalls einem Rhythmus entsprechen.“

    Diese Aussagen sind einleuchtend und erklären auch die genetisch angelegten und die im Mutterbauch erworbenen Musik- und Sprachmuster, die allen Menschen gemeinsam sind.

    Die allererste Musik, die die Menschen komponiert haben, ist hochwahrscheinlich die Musik aus Afrika, die sich vor allem auf die Nachahmung der Geräusche zeichnet, die im Mutterleib gehört wurden (Herzschlag=Trommel, Atem- Sprach- und Verdauungsgeräusche = Rassel, vibrierte Töne) und auf die Nachahmung der Geräusche aus der Umwelt, die auch allen Menschen gemeinsam sind aufgrund der Gemeinsamkeit der Bewegungen und der Aktivitäten.

    Dies hat der afrikanische Trommler Foli meiner Meinung nach in einem Video eindrucksvoll veranschaulicht: Das Leben ist Rhythmus: FOLI – there is no movement without rhythm

  5. @KRichard,Lopez: Foeten scheinen in den letzten 10 Wochen der Schwangerschaft tatsächlich bereits Sprachmuster zu erlernen (siehe dazu How foetuses learn language), wobei aber nicht klar ist, wie wichtig das für die weitere Entwicklung ist. Man kann heute auch keine Empfehlungen ausgegen etwa für ein vorgeburtliches Sprachtraining.

    • @Holzherr: Wir können uns lebenslang an Erfahrungen ab dem 5. Schwangerschaftsmonat erinnern. (Per Google-suche [Kinseher NDERF denken_nte] finden Sie meine PDF)
      D.h. Wissen ab dieser Zeit gehört zu unseren wichtigsten Erinnerungen – denn damit werden erste Gedächtnisstrukturen im Gehirn erstellt, die dann später (z.B. ab der Geburt) eine Grundlage für weiteres Lernvermögen sind.

      Vorgeburtliches Sprachtraining macht keinen Sinn. Zum Einen würde eine Reizüberflutung der Entwicklung des Fötus schaden. Zum Zweiten lernen Babys/Kleinkinder durch interaktiven sozialen Kontakt/Synchronisation am besten.

      Experimente mit Föten, wo diese mit Mutter- bzw. Fremdsprache beschallt wurden, zeigten, dass sie darauf unterschiedlich reagierten. Dies ist ein Zeichen von Denkvermögen.

  6. MH,
    der Volksmund ist in Bezug auf die Vögel viel mutiger als Sie. “Du loser Vogel”, oder “du dumme Gans” oder mehr positiv “mutig wie ein Adler”, “klug wie ein Rabe”, solche Sprüche fallen doch nicht vom Himmel herunter. Die bezeichnen doch eine wesensmäßige Ähnlichkeit.
    Und dass Seeräuber gern einen Papagei auf der Schulter tragen ist doch auch ein Zeichen von Vertrautheit.
    Also ich glaube, dass Vögel viel mehr Gemeinsamkeiten mit uns Menschen haben als wir glauben wollen.

  7. Ich weiß nicht so recht. Die Reptiliengruppen, die einerseits zu den Dinosauriern (und damit den Vögeln) und andererseits zu den Säugetieren führten, trennten sich ja schon vor mehr als 300 Mio. Jahren. Wenn neuronale Strukturen, die für diese “Universalien” zuständig sein sollen, schon im damaligen Reptiliengehirn vorhanden waren, sollte man dann nicht auch bei heutigen Reptilien etwas davon finden? Ist das der Fall?

    Falls nicht, wieso sind diese Strukturen bei den (noch sehr langen) Wegen zu den Singvögeln und den Primaten erhalten geblieben, und bei allen anderen Reptiliengruppen nicht? Und woher weiß man dann überhaupt, dass es sich um gemeinsame Abstammung und nicht um konvergente Evolution handelt?

  8. Manfred Polak,
    das mit der gemeinsamen Abstammung sollte man schon in Betracht ziehen. Die Vögel benützen ihren Gesang zur Revierabgrenzung, zum Paaren aber auch für die gegenseitige Kommunikation. Gehen Sie mal in einen Gänsestall, da wird gezischt und geschnattert, also man kann sagen, dass die vögel eine Sprache haben.
    Wir Menschen benützen die Sprache auch zur Revierabgrenzung, zum Balzen und zur Kommunikation. Und an der Tonhöhe und an der Lautfolge kann man schon heraushören, welche Bedeutung das hat.
    Ich weiß jetzt nicht, ob Krokodile auch singen können, unter Wasser wird das etwas schwierig.

Schreibe einen Kommentar