La capacità di poter apprendere ed imitare i suoni e le vocalizzazioni recepiti tramite l’esperienza acustica è una caratteristica che prende il nome di apprendimento vocale (traduzione dell’espressione inglese “vocal learning”). Nei vertebrati è piuttosto rara, solitamente nel contesto della comunicazione orale le vocalizzazioni sono innate e non richiedono un processo di apprendimento. Oltre l’uomo, sono pochi i taxa in cui si è riscontrata l’evoluzione dell’apprendimento vocale. Fra questi troviamo principalmente gli uccelli con i pappagalli, colibrì e gli oscini, poi fra i mammiferi cetacei (megattere, delfini), pipistrelli ed elefanti.

L’apprendimento vocale permette l’evoluzione culturale delle vocalizzazioni: modifiche di queste ultime introdotte da un membro di un gruppo possono essere apprese e tramandate grazie all’apprendimento vocale in maniera orizzontale fra le popolazioni e in maniera verticale da una generazione all’altra. In questo modo possono venirsi a creare varianti regionali (dialetti) delle vocalizzazioni che possono essere utilizzate come segnale di riconoscimento per identificarsi come membri di un gruppo sociale e per riconoscere invece un estraneo.

In uno studio, pubblicato su Science e condotto dagli scienziati dei dipartimenti del Max Delbrück Center di Berlino e del Dipartimento di Zoologia ed Entomologia dell’Università di Pretoria in Sud Africa, si è approfondito lo studio del sistema di comunicazione vocale dell’eterocefalo glabro (Heterocephalus glaber).

In questa specie di roditori, che sono ciechi e vivono nel sottosuolo, l’organizzazione sociale è paragonabile all’eusocialità riscontrabile in taxa di invertebrati come formiche ed api. Essa è infatti basata sulla formazione di colonie rappresentate da individui strettamente imparentati fra loro (delle vere e proprie caste) dove i compiti sono ben suddivisi, la gerarchia è ferrea e al suo all’apice c’è una singola matriarca la quale è l’unica a potersi riprodurre. Gli incontri fra membri di colonie diverse hanno esito violento: sono fortemente xenofobici verso i membri appartenenti ad un’altra colonia.

Alla base di un’organizzazione sociale del genere, la comunicazione fra i membri di una colonia e fra membri di colonie diverse gioca un ruolo importante; per mantenere la coesione e l’integrità sociale di una colonia, evitando il rischio di accettare intrusi nella stessa, è necessario che si instauri un sistema di comunicazione e di riconoscimento specifico. Infatti, nelle colonie di insetti eusociali come gli imenotteri si è evoluto un sistema di riconoscimento e di comunicazione basato sull’olfatto e su un linguaggio dato dal profilo dei lipidi cuticolari degli insetti di una colonia.

In questa specie di roditori invece, sempre in virtù della stessa funzione si è evoluto un sistema di comunicazione orale, basato su un linguaggio vocale piuttosto che olfattivo. Quest’ultimo è basato sulla presenza di 17 tipi distinti di vocalizzazioni fra le quali la più diffusa è il “soft chirp”, una sorta di trillo usato in un contesto di saluto e riconoscimento. I ricercatori hanno dunque raccolto dati sulle registrazioni di circa 36.190 trilli, prelevati da diverse colonie allevate in cattività (in Germania e in Sud Africa) e, grazie all’ausilio di algoritmi di machine learning, sono stati in grado di estrapolare caratteristiche specifiche di questi trilli sia per quanto riguarda informazioni specifiche di un individuo, sia per le informazioni specifiche sulla colonia, dimostrando dunque che il trillo di saluto di ogni colonia conservasse differenze tali da poter definire dei “dialetti” a se stanti per ogni colonia.

Per capire se gli individui riconoscessero in maniera preferenziale il dialetto della propria colonia, alcuni individui sono stati testati in camere dove venivano riprodotte le registrazioni dei dialetti della colonia di appartenenza assieme a quelli provenienti da colonie straniere. I risultati mostravano che essi rispondessero in maniera preferenziale alle registrazioni dei dialetti del trillo di saluto della colonia di appartenenza.

In seguito, i ricercatori hanno indagato sperimentalmente le ipotesi sull’origine di questi dialetti vocali e su come essi venissero ereditati, se in maniera innata o appresa. Per testare queste ipotesi, hanno condotto l’esperimento di “cross-fostering” o adozione incrociata, una tecnica molto usata per indagare questo aspetto specialmente negli studi dell’apprendimento vocale degli uccelli, che serve a disaccoppiare gli effetti ambientali (appresi) da quelli genetici (innati).In questo esperimento infatti, individui appena nati venivano fatti adottare da una colonia diversa da quella originaria; in quest’ultima crescono, si sviluppano e maturano le loro proprie vocalizzazioni nell’arco di 6 mesi.

Qualora le differenze nelle vocalizzazioni fossero innate e dunque non dipendenti dall’esperienza acustica ambientale e dall’apprendimento, gli individui cresciuti in colonie diverse da quella d’origine non dovrebbero manifestare la variante dialettale dei trilli della colonia adottiva. Viceversa, qualora quest’ultima fosse acquisita tramite apprendimento vocale, gli individui stranieri avrebbero imparato ed utilizzato la configurazione dialettale del trillo della colonia adottiva piuttosto che esprimere quello della colonia d’origine.

Il risultato degli esperimenti di cross-fostering ha dimostrato proprio quest’ultimo scenario: gli individui imparavano la variante dialettale del trillo della colonia adottiva, dimostrando dunque come essa sia una caratteristica ereditata culturalmente e con alla base, molto probabilmente, la capacità di apprendere ed imitare nuove vocalizzazioni, dunque l’apprendimento vocale.

L’ultimo aspetto indagato dai ricercatori riguarda l’impatto della regina di una colonia sulla firma dialettale dei trilli. In una colonia studiata dai ricercatori che ha perso due regine in successione, si è analizzata la plasticità delle caratteristiche dei trilli sia durante la fase di transizione, sia durante il dominio di una regina.

I risultati ottenuti dalle registrazioni indicano che la variabilità delle caratteristiche dei trilli aumenta durante le fasi di anarchia mentre diminuisce quando una regina si insedia al potere: il dialetto dei trilli di quella colonia si stabilizza su determinate caratteristiche che diventano quelle distintive della colonia stessa. In questo modo è la regina a promuovere la stabilizzazione delle vocalizzazioni specifiche della colonia con il fine di migliorare l’integrità della stessa nei confronti delle possibili intrusioni di individui stranieri che presentano trilli con firme dialettali diverse.

Questi risultati nel loro complesso suggeriscono fortemente che in questa specie di roditori non solo si sia evoluta la capacità d’apprendimento vocale ma che si sia instaurato anche un processo di evoluzione culturale delle vocalizzazioni specifiche per ogni colonia.In conclusione, risultati del genere forniscono altri indizi che ci aiutano a comprendere come l’evoluzione della complessità sociale possa essersi accompagnata all’evoluzione della complessità della comunicazione vocale.

Pongono inoltre ulteriori interrogativi interessanti circa l’evoluzione dei meccanismi biologici che permettono l’apprendimento vocale, come quelli riguardanti la comune origine evolutiva dei meccanismi genetici, neurobiologici alla base di questi tratti in specie come l’uomo e gli altri mammiferi in cui si è riscontrata (in ultimo in questa specie di roditori) o invece un’origine indipendente e convergente di questi tratti fenotipici.


Fonti:
Barker, Alison & Veviurko, Grigorii & Bennett, Nigel & Hart, Daniel & Mograby, Lina & Lewin, Gary. (2021). Cultural transmission of vocal dialect in the naked mole-rat. Science. 371. 503-507.

Immagine: Javier Ábalos from Valencia, España, CC BY-SA 2.0 via Wikimedia Commons

Donato Ilir Soranno

Consegue la laurea triennale in Scienze biologiche presso l’Università di Perugia, attualmente è iscritto alla magistrale in Conservazione ed Evoluzione presso l’Università di Pisa. Coltiva la passione sull’etologia e la biologia evoluzionistica, con particolare interesse nell’ambito della cognizione animale. Con l’obiettivo di divulgare le basi scientifiche del comportamento animale e le nuove scoperte del campo, ha creato e gestisce il progetto di divulgazione Animal Behavior sulle omonime pagine Facebook e Instagram.