猴子说,猴子做:狒狒能发出类似人类的语音

新的研究表明,我们与这些猴子的最后共同祖先拥有说话所需的发声机制

对于未经训练的听众来说,一群喋喋不休的狒狒可能听起来没什么特别的。但现在,耳聪目明的专家们发现,我们的灵长类表亲实际上可以发出类似人类的元音。这一发现表明,人类和狒狒的最后共同祖先可能拥有说话的发声机制——暗示语言的起源可能比之前认为的要早得多。

来自法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学和艾克斯-马赛大学的研究人员及其同事记录了圈养狒狒的声音,发现这些动物能够发出五种不同的声音,这些声音具有与人类元音相同的特征频率。正如今天在《PLoS ONE》杂志上报道的那样,尽管解剖学后来显示,它们拥有较高的喉头,或喉,这一长期以来被认为是语言障碍的解剖学特征,但这些动物仍然可以发出这些声音。“这打破了语言研究中的一个严重僵局,”该研究的合著者、阿拉巴马大学的语言学家托马斯·萨瓦利斯说。“语言进化的理论是基于完整的语言仅适用于解剖学意义上的现代智人的观点而发展起来的,”他表示这支持了语言在7万至10万年前的出现,但事实上,“我们可能在2500万年前就有了语言的开端。”

语言的进化被认为是科学中最难的问题之一,因为这个过程没有留下任何化石证据。然而,一种实用的方法是研究语言的机制。语言大致由不同的元音和辅音组合而成。值得注意的是,人类拥有较低的喉头,这使得我们更容易发出各种元音(正如达尔文观察到的,这也使得我们更容易被食物噎住)。布朗大学认知科学家菲利普·利伯曼在20世纪60年代提出的一个关于语言产生的基础理论指出,大多数非人类灵长类动物的高喉头以及由此产生的较短的声道阻止了它们发出类似元音的声音。然而,最近的研究对利伯曼的假设提出了质疑。


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一只发出“wahoo”声音的雄性狒狒。图片来源:Caralyn Kemp 和 Yannick Becker

 

一方面,科学家们发现,除了人类之外,包括黑猩猩和某些类型的鹿在内的许多其他物种也拥有较低的喉头。此外,婴儿可以发出元音,尽管他们的喉头尚未下降,对尼安德特人的研究也表明,这些古代人类也可能具有发出这种声音的能力,尼安德特人也拥有较高的喉头。此外,科学家们现在认为,舌头肌肉和嘴唇收缩气道的方式对于产生语言比喉头的位置更重要。

在本研究中,一个由语音科学家路易斯-让·博埃领导的团队记录了15只豚鼠狒狒(3只雄性和12只雌性)发出的自发性发声,包括咕噜声、“wahoos”、吠叫声、牦牛叫声和交配叫声。他们在动物喂食前半小时记录了它们的声音,那时它们最爱发声。(他们没有在动物喂食期间录音,“以避免因咀嚼和鼓起的颊囊而可能导致的发声失真。”)接下来,他们应用了一种称为线性预测编码(LPC)分析的技术来确定前两个“共振峰”——被声道强调并定义元音听起来如何的频率——以及它们的基本频率。“当你让声音通过共鸣腔时,它会强调沿途的各个部分——这些就是共振峰,”萨瓦利斯解释道。研究人员在他们从狒狒录制的声音中检测到五种类似元音的共振峰配置。此外,狒狒在不同的发声中使用了相同的类元音声音,并将两种声音串在一起产生“wahoos”。

研究人员还解剖了一只雄性和一只雌性狒狒的头部,以测量它们声道和声带的长度,并检查舌头肌肉。猴子的声道与人类儿童的声道相当,而它们的声带在大小上更类似于成年人类的声带。和我们一样,狒狒似乎通过水平和垂直移动舌头来发出类似元音的声音。

综上所述,结果表明,语言的原始机制可能存在于人类和狒狒的最后共同祖先中。它们支持了维也纳大学进化生物学家特库姆塞·菲奇及其同事最近的一项研究的发现。这些研究人员使用猕猴声道的X射线和计算机模型来表明这些动物能够发出类似人类的语音。

菲奇说,这两项研究是互补的,他没有参与这项新的工作。“他们说的是狒狒真正在做什么;我们说的是[猴子]可能做什么。”他对这项研究唯一的“吹毛求疵”之处是认为狒狒是在喉头较高的情况下发出元音;相反,他认为也许这些动物实际上是在降低它们的喉头——但这并没有改变研究的结论。“关键问题很简单,非人类声道是否可以产生足够的声音,使其能够进行语言交流?我认为博埃的研究和我们的研究的结论是,是的,”他指出。

一只发出咕噜声的雄性狒狒。图片来源:Caralyn Kemp 和 Yannick Becker

 

一些语言学家认为,非人类灵长类动物之所以被认为无法发出类似人类的语音,其中一个原因是每种语言都必须有一个“i”音(发音为“EE”)。这种声音,猴子的声道可能无法掌握,可以作为一种校准,帮助人类区分其他元音。但新墨西哥大学的语言学家伊恩·麦迪森说,这可能毕竟不是语言的必要特征。“我们现在知道很多语言没有这个声音,”他说。

“博埃等人的这项研究是一项优雅的研究,”达勒姆大学的人类学家阿德里亚诺·拉梅拉在一封电子邮件中写道。(他和麦迪森都与这项工作无关。)“研究结果增加了我们对人类语言——即世界语言的元音系统——如何建立在灵长类动物先驱的基础上,以及元音系统如何在我们也与我们的灵长类表亲共享的解剖学约束内运作的理解。”

并非所有人都如此热衷。利伯曼对分析技术提出异议。他认为,LPC 分析不是挑出共振峰,而是在挑出谐波,或基本频率的倍频处的泛音。萨瓦利斯承认,使用这种方法混淆谐波和共振峰存在风险,但他指出,“诀窍是确定最不可能错误识别共振峰的LPC设置”,并表示他和他的同事为此付出了努力。

他们的结果开启了一系列关于语言何时以及如何进化的新问题。萨瓦利斯说,科学家们现在可以使用这种方法来寻找其他物种的这种能力。“如果语言的种子是在2500万年前而不是10万年前播下的,”他指出,“那将是一个巨大的差异。”

Tanya Lewis is a senior editor covering health and medicine at 大众科学. She writes and edits stories for the website and print magazine on topics ranging from COVID to organ transplants. She also appears on 大众科学's podcast Science, Quickly and writes 大众科学's weekly Health & Biology newsletter. She has held a number of positions over her eight years at 大众科学, including health editor, assistant news editor and associate editor at 大众科学 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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