Helpen vleermuizen ons de oorsprong van taal beter te begrijpen?

Vleermuizen kunnen net als mensen nieuwe geluiden leren door horen en nadoen. Die bijzondere eigenschap maakt deze vliegende zoogdieren een interessant studieobject voor taal- en neurowetenschappers. Kunnen we uit hun communicatietalent iets leren over de biologische basis van taal?

Dit artikel schreef ik voor KIJK, waarin ik het in editie 1 van 2019 verscheen.

(foto: Gilles San Martin, via Flickr)

Dat vleermuizen meesters zijn in navigeren en prooien opsporen via echolocatie weten de meeste mensen inmiddels wel. Wat minder bekend is, is dat het ook enorme kletskousen zijn. Wij horen daar door de hoge frequenties met het blote oor praktisch niets van, maar uit computeranalyses van opnames blijkt dat ze een groot repertoire hebben aan piepgeluidjes voor territoriumafbakening, jagen, flirten of het roepen van hun moeder.

‘Vleermuizen zijn enorm sociaal en communicatief. Ze hebben heel veel interactie met elkaar’, vertelt neurowetenschapper Ine Alvarez van Tussenbroek van het Max Planck Instituut voor Psycholinguïstiek in Nijmegen. Terwijl taalwetenschappers in de rest van dit instituut menselijke taal bestuderen, wil een onderzoeksgroep onder leiding van Sonja Vernes alles weten over vleermuiscommunicatie.

In een laboratorium in een nieuw aangebouwde hoek buigen promovendi als Alvarez van Tussenbroek zich sinds een paar jaar over dna-monsters en stukjes vleermuisbrein. Via de genen van de vleermuis hopen ze meer te leren over menselijke taal.

Brabbelfase

Vleermuizen zijn om allerlei redenen interessant voor onderzoekers. Zo zijn ze dragers van nare ziektes als hondsdolheid, maar zijn ze er zelf immuun voor. Ze kunnen zelfs best oud worden, vaak meer dan twintig jaar. Dat terwijl zoogdieren met een vergelijkbaar gewicht, zoals muizen of hamsters, blij mogen zijn als ze hun derde levensjaar halen. Verder zijn er wereldwijd meer dan 1300 soorten, wat betekent dat zo’n 20 procent van alle zoogdiersoorten vleermuizen zijn. Alleen knaagdieren streven hen voorbij in soortenaantal.

Hoofdonderzoeker Vernes zette met internationale collega’s een groot project op om het genoom van al die soorten in kaart te brengen. Ze hopen dat dat iets prijs geeft over de geheimen van de vleermuis. Hoe kan hij zo gezond oud worden en is hij zo goed geworden in communiceren?

Er is echter één eigenschap waar de Nijmeegse onderzoeksgroep specifiek in geïnteresseerd is: vocaal leren. Dat is de vaardigheid om nieuwe geluiden te leren door interactie met anderen. Kleine kinderen leren taal door het nadoen van volwassenen. En een Engelsman die Nederlands leert zal in eerste instantie vallen over de uitspraak van ‘Scheveningen’. Maar door goed te luisteren en oefenen krijgt hij die ‘sch’ er uiteindelijk wel uit.

Alvarez van Tussenbroek: ‘Bij vleermuizen zien we diezelfde eigenschap. Ze kunnen specifieke roepen leren op basis van interactie met andere vleermuizen uit hun groep. Daardoor ontstaan bijna dialectachtige groepsgeluiden.’ Van de grote lansneusvleermuis uit Zuid-Amerika is bekend dat één nieuweling het groepsdialect al kan beïnvloeden. Zijn dialect wordt dan gemixt met de geluiden die de groep al maakte.

Bij een andere vleermuissoort ontdekten Duitse onderzoekers bij jonge dieren – pups genoemd – een soort ‘brabbelfase’. Tijdens die periode oefenen pups het dialect van hun groep, zoals baby’s brabbelen om klanken uit hun taal te leren uitspreken. Van ten minste vier vleermuissoorten is inmiddels wetenschappelijk bewijs dat ze vocaal leren. Het zou goed kunnen dat nog een heleboel niet onderzochte soorten op vergelijkbare manier communiceren.

Digitale tonen

Vocaal leren is een tamelijk bijzondere eigenschap in de dierenwereld. Voor slechts een handvol dieren is sterk bewijs dat ze het kunnen, waaronder zangvogels, papegaaien, zeehonden, dolfijnen en olifanten. De eerste aanwijzingen dat vleermuizen ook over de gave beschikken, kwamen in de jaren negentig. De Duitse onderzoeker Karl-Heinz Esser scheidde pups van de bonte lansneusvleermuis van hun moeder en liet hen digitale tonen horen. Normaalgesproken passen pups hun roep aan hun moeder aan, zodat ze elkaar snel herkennen. Maar de dieren die zonder moeder opgroeiden, gingen door het luisteren naar digitale tonen heel andere geluiden maken dan degenen die hun moeder als voorbeeld hadden. Als je zo’n experiment bij muizen uitvoert, krijg je twee praktisch identiek piepende groepen. ‘Dat suggereert dat het aangeboren is, dat die geluiden al in hen zitten en ze geen sociale input nodig hebben om het te leren. Vocaal leren heeft juist een sterke sociale component’, zegt Alvarez van Tussenbroek.

Zangvogels

Onderzoekers beschouwen vocaal leren als een belangrijk onderdeel van taal. Natuurlijk, er komt meer kijken bij menselijke taal, zoals woorden maken en grammatica gebruiken. Maar om de biologische basis van zoiets complex als taal te kunnen begrijpen, moet het onderzoek wel in kleine stukjes opgedeeld worden. Vocaal leren is één van de puzzelstukjes, met als belangrijkste vragen voor taalwetenschappers: hoe hebben vleermuizen die vaardigheid gekregen en hoe is dat te vergelijken met mensen?

Tot nu toe werd veel van dit soort taalonderzoek gedaan met zangvogels als de zebravink, die territoriale deuntjes van vader op zoon overdragen. Jonge vogeltjes gaan daarbij, net als kinderen, een soort oefenfase door voordat ze de juiste melodie te pakken hebben. Van zulke zangvogels is aardig in kaart gebracht welke breinprocessen en genen een rol spelen bij het imiteren van zangdeuntjes. Maar van het vogelbrein is het een enorme stap naar het mensenbrein.

Zoogdieren hebben een veel complexer netwerk van hersenverbindingen en een neocortex: een zeslaags onderdeel van de hersenschors dat betrokken is bij zogenoemde ‘hogere functies’ als waarneming, bewuste bewegingen en taal. Alvarez van Tussenbroek: ‘Het onderzoek met vogels is enorm interessant, maar we hebben meer zoogdiermodellen nodig. We moeten het meer vergelijkbaar maken met mensen.’ Vleermuizen zouden de brug kunnen slaan. Het zijn zoogdieren, ze kunnen vocaal leren en ze zijn eenvoudiger naar het lab te halen dan olifanten.

Broedkolonie

In het laboratorium in Nijmegen fladderen geen levende vleermuizen rond, maar de onderzoekers werken nauw samen met universiteiten in München en Californië. In Duitsland leeft een broedkolonie van bonte lansneusvleermuizen, dezelfde soort waarvan Esser in de jaren negentig de communicatie tussen moeder en pup onderzocht. In Californië hebben ze een kolonie nijlrousettes. De eerste is een kleine vleermuis, de tweede behoort juist tot de grote vleermuizen – soms ook ‘vleerhonden’ genoemd. Twee heel verschillende soorten, maar van allebei is bekend dat ze vocaliseren. Dat maakt het interessant om ze met elkaar te vergelijken.

Dat kan door hun communicatiegedrag te observeren, zoals een promovendus van het Max Planck Instituut op dit moment in München doet. In het lab in Nijmegen werken ze ondertussen aan het begrijpen van de neurobiologie áchter die communicatie. Daar leggen ze flinterdun gesneden plakjes vleermuisbrein onder de microscoop om te zien waar de taalgerelateerde genen het meest aanwezig zijn.
Een van die genen is FoxP2. Zeldzame erfelijke afwijkingen in dat gen leiden bij mensen tot ernstige taal- en spraakproblemen. Wordt het bij zangvogels uitgeschakeld dan hebben ze ineens veel minder goede noten op hun zang. Het plan is om een soortgelijk onderzoek op te zetten bij vleermuizen. Verandert manipulatie van het gen iets aan de manier waarop de dieren communiceren en klanken imiteren?

De eerste stap daarin is uitzoeken waar het gen precies zit. Onlangs deden onderzoekers van het Max Planck Instituut een verrassende ontdekking in het brein van de bonte lansneusvleermuis. Over het algemeen vonden ze het gen in dezelfde breingebieden als bij andere onderzochte zoogdieren, zoals muizen, maar er was één verrassende uitzondering. Diep in het brein, in de zesde laag van de neocortex, was FoxP2 niet aanwezig. Alvarez van Tussenbroek: ‘Iedereen ging ervan uit dat voor communiceren en vocaal leren FoxP2 nodig is in die zesde laag. Maar nu zien we: deze volwassen vleermuizen, die vocaal leren, hebben dat niet. Dan moeten we ook weer goed naar dit gen in het menselijk brein gaan kijken. Ja, FoxP2 is belangrijk voor taal, maar moet het echt in dat gedeelte van het brein zitten?’

Bij een jonge, onvolgroeide vleermuis zat het gen overigens wél in die diepe hersenlaag, dus misschien speelt het in dat gebied vooral een rol tijdens de ontwikkeling? Als we dat soort superkleine genetische details in het brein beter begrijpen, kunnen we volgens Alvarez van Tussenbroek uiteindelijk betere voorspellingen over taal doen. ‘Die details maken het verschil tussen wel of niet kunnen communiceren, en wel of niet een taalstoornis hebben.’ Hoe geruisloos ze ook door de nacht gaan, op een dag krijgen we van vleermuizen misschien de sleutel tot het begrijpen van de evolutie van taal.

Bronnen voor dit artikel waren o.a.:
P. Rodenas-Cuadrado e.a.: Mapping the distribution of language related genes FoxP1, FoxP2 and CntnaP2 in the brains of vocal learning bat species. The journal of comparative neurology research in systems neuroscience, 2017
Sonja Vernes: What bats have to say about speech and language.
Psychonomic Bulletin & Review, 2016.
M. Knörnschild: Vocal production learning in bats, Current opinion in neurobiology, 2014

 

Doneren

Dit artikel kon je gratis lezen via mijn website. Waardeer je het en wil je dat laten blijken? Je kunt mijn journalistieke werk steunen met een donatie.

Totaal: € -

About the author