猴子說,猴子做:狒狒能發出類似人類的語音

新的研究表明,我們與這些猴子的最後共同祖先擁有說話所需的發聲機制

對於未經訓練的聽眾來說,一群喋喋不休的狒狒可能聽起來沒什麼特別的。但現在,耳聰目明的專家們發現,我們的靈長類表親實際上可以發出類似人類的母音。這一發現表明,人類和狒狒的最後共同祖先可能擁有說話的發聲機制——暗示語言的起源可能比之前認為的要早得多。

來自法國格勒諾布林阿爾卑斯大學和艾克斯-馬賽大學的研究人員及其同事記錄了圈養狒狒的聲音,發現這些動物能夠發出五種不同的聲音,這些聲音具有與人類母音相同的特徵頻率。正如今天在《PLoS ONE》雜誌上報道的那樣,儘管解剖學後來顯示,它們擁有較高的喉頭,或喉,這一長期以來被認為是語言障礙的解剖學特徵,但這些動物仍然可以發出這些聲音。“這打破了語言研究中的一個嚴重僵局,”該研究的合著者、阿拉巴馬大學的語言學家托馬斯·薩瓦利斯說。“語言進化的理論是基於完整的語言僅適用於解剖學意義上的現代智人的觀點而發展起來的,”他表示這支援了語言在7萬至10萬年前的出現,但事實上,“我們可能在2500萬年前就有了語言的開端。”

語言的進化被認為是科學中最難的問題之一,因為這個過程沒有留下任何化石證據。然而,一種實用的方法是研究語言的機制。語言大致由不同的母音和子音組合而成。值得注意的是,人類擁有較低的喉頭,這使得我們更容易發出各種母音(正如達爾文觀察到的,這也使得我們更容易被食物噎住)。布朗大學認知科學家菲利普·利伯曼在20世紀60年代提出的一個關於語言產生的基礎理論指出,大多數非人類靈長類動物的高喉頭以及由此產生的較短的聲道阻止了它們發出類似母音的聲音。然而,最近的研究對利伯曼的假設提出了質疑。


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一隻發出“wahoo”聲音的雄性狒狒。圖片來源:Caralyn Kemp 和 Yannick Becker

 

一方面,科學家們發現,除了人類之外,包括黑猩猩和某些型別的鹿在內的許多其他物種也擁有較低的喉頭。此外,嬰兒可以發出母音,儘管他們的喉頭尚未下降,對尼安德特人的研究也表明,這些古代人類也可能具有發出這種聲音的能力,尼安德特人也擁有較高的喉頭。此外,科學家們現在認為,舌頭肌肉和嘴唇收縮氣道的方式對於產生語言比喉頭的位置更重要。

在本研究中,一個由語音科學家路易斯-讓·博埃領導的團隊記錄了15只豚鼠狒狒(3只雄性和12只雌性)發出的自發性發聲,包括咕嚕聲、“wahoos”、吠叫聲、犛牛叫聲和交配叫聲。他們在動物餵食前半小時記錄了它們的聲音,那時它們最愛發聲。(他們沒有在動物餵食期間錄音,“以避免因咀嚼和鼓起的頰囊而可能導致的發聲失真。”)接下來,他們應用了一種稱為線性預測編碼(LPC)分析的技術來確定前兩個“共振峰”——被聲道強調並定義母音聽起來如何的頻率——以及它們的基本頻率。“當你讓聲音透過共鳴腔時,它會強調沿途的各個部分——這些就是共振峰,”薩瓦利斯解釋道。研究人員在他們從狒狒錄製的聲音中檢測到五種類似母音的共振峰配置。此外,狒狒在不同的發聲中使用了相同的類母音聲音,並將兩種聲音串在一起產生“wahoos”。

研究人員還解剖了一隻雄性和一隻雌性狒狒的頭部,以測量它們聲道和聲帶的長度,並檢查舌頭肌肉。猴子的聲道與人類兒童的聲道相當,而它們的聲帶在大小上更類似於成年人類的聲帶。和我們一樣,狒狒似乎透過水平和垂直移動舌頭來發出類似母音的聲音。

綜上所述,結果表明,語言的原始機制可能存在於人類和狒狒的最後共同祖先中。它們支援了維也納大學進化生物學家特庫姆塞·菲奇及其同事最近的一項研究的發現。這些研究人員使用獼猴聲道的X射線和計算機模型來表明這些動物能夠發出類似人類的語音。

菲奇說,這兩項研究是互補的,他沒有參與這項新的工作。“他們說的是狒狒真正在做什麼;我們說的是[猴子]可能做什麼。”他對這項研究唯一的“吹毛求疵”之處是認為狒狒是在喉頭較高的情況下發出母音;相反,他認為也許這些動物實際上是在降低它們的喉頭——但這並沒有改變研究的結論。“關鍵問題很簡單,非人類聲道是否可以產生足夠的聲音,使其能夠進行語言交流?我認為博埃的研究和我們的研究的結論是,是的,”他指出。

一隻發出咕嚕聲的雄性狒狒。圖片來源:Caralyn Kemp 和 Yannick Becker

 

一些語言學家認為,非人類靈長類動物之所以被認為無法發出類似人類的語音,其中一個原因是每種語言都必須有一個“i”音(發音為“EE”)。這種聲音,猴子的聲道可能無法掌握,可以作為一種校準,幫助人類區分其他母音。但新墨西哥大學的語言學家伊恩·麥迪森說,這可能畢竟不是語言的必要特徵。“我們現在知道很多語言沒有這個聲音,”他說。

“博埃等人的這項研究是一項優雅的研究,”達勒姆大學的人類學家阿德里亞諾·拉梅拉在一封電子郵件中寫道。(他和麥迪森都與這項工作無關。)“研究結果增加了我們對人類語言——即世界語言的元音系統——如何建立在靈長類動物先驅的基礎上,以及元音系統如何在我們也與我們的靈長類表親共享的解剖學約束內運作的理解。”

並非所有人都如此熱衷。利伯曼對分析技術提出異議。他認為,LPC 分析不是挑出共振峰,而是在挑出諧波,或基本頻率的倍頻處的泛音。薩瓦利斯承認,使用這種方法混淆諧波和共振峰存在風險,但他指出,“訣竅是確定最不可能錯誤識別共振峰的LPC設定”,並表示他和他的同事為此付出了努力。

他們的結果開啟了一系列關於語言何時以及如何進化的新問題。薩瓦利斯說,科學家們現在可以使用這種方法來尋找其他物種的這種能力。“如果語言的種子是在2500萬年前而不是10萬年前播下的,”他指出,“那將是一個巨大的差異。”

Tanya Lewis is a senior editor covering health and medicine at 大眾科學. She writes and edits stories for the website and print magazine on topics ranging from COVID to organ transplants. She also appears on 大眾科學's podcast Science, Quickly and writes 大眾科學's weekly Health & Biology newsletter. She has held a number of positions over her eight years at 大眾科學, including health editor, assistant news editor and associate editor at 大眾科學 Mind. Previously, she has written for outlets that include Insider, Wired, Science News, and others. She has a degree in biomedical engineering from Brown University and one in science communication from the University of California, Santa Cruz. Follow her on Bluesky @tanyalewis.bsky.social

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