Cetacis amb dialectes: l’orca i el catxalot

La setmana passada, la premsa estava plena de notícies sobre un article que ressaltava que els catxalots del Pacífic Est tenien dialectes. Per aquest motiu, l’article d’aquesta setmana exposarà què és un dialecte (en cetacis), quins cetacis tenen dialectes i quin és el seu origen. 

INTRODUCCIÓ

La primera pregunta que s’ha de respondre és “Què és un dialecte?”. La pregunta no és senzilla ja que a vegades aquest concepte es confon amb un altre: variació geogràfica. Mentre que els dialectes són diferències en cançons entre poblacions veïnes que potencialment es poden reproduir entre elles, una variació geogràfica es refereix a les diferències de les cançons entre poblacions que estan molt separades en l’espai i que normalment no es troben mai. En el cas dels dialectes, l’explicació de la seva presència és l’aprenentatge social, mentre que en les variacions geogràfiques la raó es troba en els seus gens. La funció dels dialectes és d’actuar com a signatura acústica per tal de mantenir la cohesió i la integritat dels grups o com a mecanisme per evitar la reproducció amb altres grups.

CETACIS AMB DIALECTES

Fins a la data, els dialectes han estat descrits en dues espècies de cetaci: l’orca (Orcinus orca) i el catxalot (Physeter macrocephalus). Aquests dues espècies tenen algunes característiques en comú:

• Viuen en grups matrilineals, és a dir, grups molt estables d’individus units pel descendent maternal que serveix per a protegir-se contra els depredadors i altres amenaces.
• Viuen en societats multinivell, que consisteixen en nivells socials niats de forma jeràrquica. Del nivell més alt al més baix, hi ha tres nivells: clans vocals, unitats socials i individus. Aquest tipus de societats són també presents en humans i altres primats i en elefants africans.

DIALECTES EN ORQUES

S’han trobat dialectes en orques residents del Pacífic nord-est, de Noruega i de Kamtxatka. En aquesta espècie, aquests dialectes consisteixen en repertoris de diferents tipus de cant que són diferents entre els pods (grups familiars complexos i molt cohesionats). Cada pod té característiques distintives en els seus repertoris de cants i, així, cada pod té un dialecte particular. Els pods que comparteixen part dels seus repertoris constitueixen clans acústics o vocals. Per tant, cada clan és acústicament diferent. Els pods de diferents clans poden superposar-se i interaccionar i els pods nous es poden formar per fissió d’altres, el que origina divergències en els dialectes.

Les orques (Orcinus orca) són una de les espècies de cetacis amb dialectes (Foto: Oceanwide Science Institute).

DIALECTES EN CATXALOTS  

Els catxalots tenen repertoris que varien en la proporció d’ús dels diferents tipus de codes i classes. Els codes dels catxalots són seqüències estereotipades de 3-40 clics de banda ampla que duren menys de 3 segons en total, la funció dels quals és ajudar a mantenir la cohesió del grup, reforçar les unions, ajudar en les negociacions i en la presa de decisions col·lectiva. Aquests grups amb diferents dialectes també interaccionen. Per donar un exemple concret, al Pacífic Sud i al Carib, hi ha sis clans acústics o vocals simpàtrics basats en el compartiment dels codes, que simultàniament difereixen en els patrons de moviment i d’ús d’hàbitat i en l’èxit alimentari.

Els dialectes han estat descrits en catxalots (Physeter macrocephalus) (Foto: CBC News).

ORIGEN DELS DIALECTES EN CETACIS

Un article publicat recentment a la revista Nature suggereix un mecanisme que explicaria l’origen de les societats multinivell en catxalots. Com hem vist, és en aquestes societats on els dialectes hi són present en cetacis. Per tant, explicarem l’origen de les societats multinivell en catxalots com a exemple.

En catxalots, el nivell superior de les societats multinivell són els clans d’individus que es comuniquen entre ells utilitzant codes similars. Aquests clans s’originen per transmissió cultural a través de l’aprenentatge social esbiaixat dels codes, quan aprenen les codes més comunes (conformisme) dels individus amb un comportament similar (homofília). Així, el resultat són grups amb un comportament cada vegada més homogeni amb una forta integració. La transmissió cultural juga un paper clau en la partició dels catxalots en clans simpàtrics (clans que viuen junts però que no es reprodueixen entre ells). Per tant, és en aquests clans on poden aparèixer els patrons de comportament distintius, com ara els dialectes. El nivell inferior, les unitats socials, s’originen a partir de les limitacions i beneficis ecològics, cognitius i temporals.

Societats multinivell. Els individus (estrelles i cercles plens) són el nivell inferior i en associació (línies negres) amb altres individus formen unitats socials (cercles negres buits). Les unitats socials amb similaritat acústica (línies taronges) formen clans vocals (color blau i verd) (Foto: Marc Arenas Camps).

LA BALENA DE GEP O IUBARTA: UN CAS DIFERENT

Les diferències entre les cançons de les balenes de gep (Megaptera novaeangliae) no es poden considerar dialectes ja que tenen lloc entre poblacions geogràficament aïllades. Degut a l’aïllament geogràfic i reproductiu, aquestes diferències han aparegut com a resultat de diferències genètiques entre les poblacions.

REFERÈNCIES

• Cantor, M; Shoemaker, LG; Cabral, RB; Flores, CO, Varga, M & Whitehead, H (2015). Multilevel animal societies can emerge from cultural transmission. Nature Communications. 6:8091. DOI: 10.1038/ncomms9091
• Conner, DA (1982). Dialects versus geographic variation in mammalian vocalizations. Animal Behaviour. 30, 297-298
• Dudzinski, KM; Thomas, JA & Gregg, JD (2009). Communication in Marine Mammals. In Perrin W, Würsig B & Thewissen JGM (edit.). Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press (2 ed).
• Ford, JKB (2009). Dialects. In Perrin W, Würsig B & Thewissen JGM (edit.). Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press (2 ed).

Cetaceans with dialects: the killer whale and the sperm whale

Last week, the press was full of news about a recent article that highlight that sperm whales in the Eastern Pacific have distinct dialects. For this reason, the post of this week will explain what a dialect is (in cetaceans), which cetaceans have dialects in addition to sperm whales and which is the explanation to this. 

INTRODUCTION

The first question to be answered is “What is a dialect?”. This question is not simple because sometimes this concept is confused with another one: geographic variation. While dialects are song differences between neighbouring populations of potentially interbreeding individuals, geographic variations refer to differences in song over long distances and between populations which normally do not come together. In the case of dialects, the explanation of their presence is social learning, while in geographic variations the reason can be found in their genes. The function of dialects is to be an acoustical signature that help maintain cohesion and integrity of groups and as an inbreeding avoidance mechanism.

CETACEANS WITH DIALECTS

To date, dialects have been described in two cetacean species: killer whales (Orcinus orca) and sperm whales (Physeter macrocephalus). These two species have several features in common:

• They live in matrilineal groups, that are highly stable groups of individuals linked by maternal descent that protect themselves against predators and other dangers.
• They live in multilevel societies, that consist of hierarchically nested social levels. From the upper to the lowest level, there are three levels: vocal clans, social units and individuals. This kind of societies are also present in human and other primates and in African elephants.

KILLER WHALE DIALECTS

Dialects have been found in resident killer whales from the northeastern Pacific, Norway and Kamchatka. In this species, these dialects consists on repertories of several call types that are different among pods. Each pod have distinctive features in the call repertories and, therefore, each pod has a particular dialect. Pods that share part of the repertories constitute acoustic clans. So, each clan is acoustically different. Pods from different clans can overlap and interact and new pods can be formed by fission of other pods, which turn out in divergence of dialects.

Killer whales (Orcinus orca) are one of the cetacean species with dialects (Picture: Oceanwide Science Institute).

SPERM WHALE DIALECTS 

Sperm whales have repertories that varied in the proportional usage of different coda types and classes. Sperm whale codas are stereotyped sequences of 3-40 broad-band clicks usually lasting less than 3 seconds in total, which functions are to help maintain group cohesion, reinforce bonds, aid negotiations and collective decision-making. These groups with distinct dialects also interact. To give a particular example, in the South Pacific and the Caribbean, there are six sympatric acoustic clans based on coda sharing, which simultaneously differ in movement and habitat use patterns and in feeding success.

Dialects have been described in sperm whales (Physeter macrocephalus) (Picture: CBC News).

ORIGIN OF DIALECTS IN CETACEANS

A recently published article in the magazine Nature suggests a mechanism that may explain the origin of multilevel societies in sperm whales. As we have seen, it is in these societies where dialects are present in cetaceans. So, here we will explain the origin of multilevel societies in sperm whales as an example.

In sperm whales, the upper level of the multilevel society are clans of individuals that communicate between them using similar codas. These clans are originated from cultural transmission via biased social learning of codas, when they learn the most common codas (conformism) from behaviourally similar individuals (homophily). Thus, the result are groups with increasingly homogeneous behaviour with a strong integration. The cultural transmission plays a key role in the partitioning of sperm whales into sympatric clans (clans that live together but without interbreeding). So, it is in these clans where distinctive behavioural patters may appear, like dialects. The lower level, social units, are originated from ecological, cognitive and time constraints and benefits.

Multilevel societies. Individuals (stars and filled circles) are the lowest level and in association (black lines) with other individuals they constitute social units (empty black circles). Socials units with acoustic similarity (orange lines) form vocal clans (blue and green). It is in vocal clans where dialects can emerge (Picture: Marc Arenas Camps).

HUMPBACK WHALES: A DIFFERENT CASE

The differences in the songs of humpback whales (Megaptera novaengliae) cannot be considered dialects since they happen between geographically isolated populations. Due to a geographic and reproductive isolation, these differences have appeared as a result of genetic distinctions among populations.

REFERENCES

• Cantor, M; Shoemaker, LG; Cabral, RB; Flores, CO, Varga, M & Whitehead, H (2015). Multilevel animal societies can emerge from cultural transmission. Nature Communications. 6:8091. DOI: 10.1038/ncomms9091
• Conner, DA (1982). Dialects versus geographic variation in mammalian vocalizations. Animal Behaviour. 30, 297-298
• Dudzinski, KM; Thomas, JA & Gregg, JD (2009). Communication in Marine Mammals. In Perrin W, Würsig B & Thewissen JGM (edit.). Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press (2 ed).
• Ford, JKB (2009). Dialects. In Perrin W, Würsig B & Thewissen JGM (edit.). Encyclopedia of Marine Mammals. Academic Press (2 ed).