Уникальный звуковой ландшафт океана включает в себя множество различных вокализаций китов. Дрю Рук задаётся вопросом, сможем ли мы когда-нибудь по-настоящему расшифровать язык этих величественных гигантов. Эта статья была впервые опубликована в журнале Cosmos Print в сентябре 2024 года.
Путешествие Шейна Геро в Доминику
Когда Шейн Геро впервые отправился в Доминику в январе 2005 года, чтобы изучить кашалотов, обитающих в сверкающих водах, богатых кальмарами, которые окружают Карибские острова, он не ожидал, что поездка будет такой трансформационной. «Я думал, что мы просто проведём там один сезон», — говорит он, смеясь.
Тогда Геро был студентом магистратуры в университете Далхаузи в Канаде. Он любил китов и мечтал стать морским биологом с детства, и теперь он воплощал свою мечту в жизнь.
Вместе с Геро были его руководитель, биолог доктор Хэл Уайтхед, и несколько других аспирантов — все жили и работали вместе на борту «Balaena», 40-футовой парусной лодке Уайтхеда. Они выбрали воды вокруг Доминики в качестве места для исследований, узнав, что там обитает гораздо больше молодых китов в семейных группах, чем где-либо ещё. «И я хотел изучить, каково это — взрослеть кашалотом», — говорит Геро.
Как оказалось, это было лучшее место в мире для таких исследований. В течение 41 дня подряд группа плыла рядом с одной семьёй кашалотов — почти втрое дольше, чем Уайтхед, один из ведущих исследователей кашалотов в мире, проводил в их компании.
«Я хотел бы сказать вам, что это моя проницательность как биолога, но мы просто нашли это удивительное место для изучения этих удивительных животных», — говорит Геро.
Чтобы продолжить свои исследования, Геро основал проект «Доминиканский кашалот» и начал регулярно совершать поездки в Доминику, чтобы изучать её обитателей. Он не останавливается: в настоящее время он проводит примерно три-четыре месяца каждый год в полевых условиях, продолжая работать над своей долгосрочной исследовательской программой, которая за последние два десятилетия собрала крупнейший в мире репозиторий данных о кашалотах.
«Мы видели, как рождаются детёныши, и следили за ними до отъёма от груди. Каждый раз, когда мы возвращаемся, мы замечаем, что отдельные особи подросли или что у них внезапно появляются новые отметины на теле. Они действительно стали частью нашей жизни, как далёкий коллега или друг, которого вы видите раз или два в год», — говорит Геро.
Теперь он надеется ещё больше углубить свою связь с этими нежными гигантами глубин — взломав код их сложной системы общения и, возможно, просто поговорив с ними.
Киты обретают голос
Китообразные появились на Земле примерно 60 миллионов лет назад, когда их наземные предки начали удаляться от берега, развивая черты, позволяющие выжить в новом, водном доме.
Со временем их передние конечности были заменены плавниками, а их задние конечности исчезли. Их хвосты стали широкими и раздвоенными, их тела были покрыты толстым слоем жира, а уровень гемоглобина в их крови увеличился, чтобы обеспечить более эффективное хранение драгоценного кислорода, который они вдыхают на поверхности. Кроме того, этот новый отряд млекопитающих развил способность общаться друг с другом под водой.
Вокализации не одинаковы у разных видов. Зубатые киты, такие как кашалоты и дельфины, издают короткие последовательности щелчков и свистков, известных как «коды», выпуская струю воздуха под высоким давлением, которая проходит через вибрирующую структуру в их носу, известную как «фонетические губы».
В случае кашалотов эти звуки являются одними из самых громких одиночных звуков на Земле, достигающих 200 дБ — равных запуску ракеты Saturn V в 1967 году, и достаточно громких, чтобы лопнуть барабанную перепонку человека — и помогают в эхолокации и охоте на добычу в тёмных глубинах.
В отличие от них, мелодичные песни усатых китов, таких как горбачи, производятся, когда воздух проходит из их лёгких через U-образную складку ткани, заставляя её вибрировать. В результате звук резонирует в надувном органе, называемом гортанным мешком.
Общение с учёными?
Общение с этими высоко вокальными и социальными морскими млекопитающими было давней мечтой учёных — мечтой, которая исторически привлекала некоторых эксцентричных личностей.
Наиболее известен американский нейробиолог Джон Лилли, который в конце 1950-х годов основал Институт исследований коммуникации (CRI) на берегу бухты Назарет на восточном побережье острова Сент-Томас в Карибском море.
До этого момента Лилли проводил большую часть своих новаторских — хотя и крайне неэтичных — исследований функций мозга, поведения и сознания на обезьянах и кошках в качестве подопытных животных. Он интересовался изучением китообразных с 1949 года, когда он и два его коллеги извлекли мозг косатки, которая смертельно выбросилась на берег в штате Мэн; по его мнению, его большой размер указывал на высокую степень когнитивной сложности, равную — или, возможно, превышающую — нашу собственную.
Интерес Лилли углубился в течение 1950-х годов, когда он несколько раз посещал океанариум Marine Studios во Флориде, чтобы провести эксперименты на некоторых содержащихся там в неволе дельфинах-афалинах и услышать их сложные вокализации.
Эти эксперименты оказались смертельными для многих дельфинов. Но они изменили жизнь Лилли, вдохновив его на создание «первой в мире лаборатории, посвящённой изучению интеллектуальных способностей мелких зубатых китов», как он писал в 1959 году другу в NASA, которое вскоре после этого предоставило финансирование для CRI в надежде, что его исследования помогут заложить основы для общения с внеземным интеллектом.
Помимо изучения скрипов, щелчков и свистков содержащихся в неволе дельфинов в CRI — которые, по мнению Лилли, составляли язык, который он называл «дельфинский», — программа исследований на Сент-Томасе была направлена на обучение этих животных человеческому языку: «примитивной версии английского», как писал Лилли в своём бестселлере 1961 года «Человек и дельфин».
Для этого, по мнению Лилли, требовалось «постоянное и непрерывное внимание и осознание деталей». Поэтому одна из его помощниц, Маргарет Хоу, жила вместе с дельфином по имени Питер на затопленном и водонепроницаемом втором этаже здания, пытаясь научить его основным словам и фразам. Со временем Питеру удалось издавать звуки, которые были похожи на английские слова (как это могут делать некоторые попугаи) в обмен на угощения рыбой, но особого прогресса он не добился.
Эти скудные результаты способствовали тому, что CRI — и, соответственно, Лилли — потерял своё научное доверие и значительную часть финансирования. Этот спад ускорился, когда появились сообщения о том, что Лилли давал своим дельфинам в неволе ЛСД, чтобы помочь им научиться говорить на человеческом языке, и что Хоу вручную удовлетворяла сексуальные желания Питера, которые становились всё более разрушительными для работы института по межвидовому общению.
К концу 1960-х годов CRI закрылся. Но Лилли продолжал свои поиски общения с китообразными вплоть до своей смерти в 2001 году, полагая, что преимущества успеха будут огромными.
Как он писал в 1978 году: «Давайте научимся общаться со старинными макробиокомпьютерами Cetacea и узнаем что-нибудь о сложностях их вычислительных возможностей. Такое общение может обогатить нашу жизнь сверх всего, что мы до сих пор могли себе представить, и может открыть возможности для будущей эволюции человека за пределами его нынешних пределов».
Фонетика китов
Основанный в 2020 году, Инициатива по переводу китообразных — Project CETI для краткости — соглашается с Лилли о том, что научиться общаться с китообразными имеет огромную ценность. Но в своём стремлении достичь этого она использует совершенно другой подход.
Вместо того чтобы использовать галлюциногенные препараты на содержащихся в неволе китах и пытаться научить их английскому языку, она использует объединённые навыки и опыт биологов, лингвистов, криптографов, акустических инженеров, робототехников, компьютерных учёных и экспертов в области искусственного интеллекта, чтобы попытаться понять их древние системы общения.
Геро — ведущий биолог проекта, и ранее в этом году он был соавтором исследования, которое, по его мнению, знаменует значительный шаг к преодолению барьера межвидового общения.
Опубликованное в Nature Communications, исследование стремилось пролить новый свет на систему общения кашалотов и было основано на более чем 8 700 кодах кашалотов.
Этот огромный массив данных был собран в рамках проекта «Доминиканский кашалот» между 2005 и 2018 годами с использованием буксируемых прослушивающих устройств и звуковых меток, размещённых на отдельных животных.
Анализ вручную — путём пролистывания распечатанных спектрограмм, как это приходилось делать учёным в прошлом — был практически невозможен. Вместо этого Пратьюша Шарма, аспирантка лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института и ведущий автор исследования, использовала комбинацию статистических методов и методов машинного обучения для поиска закономерностей и особенностей в последовательностях щелчков китов.
Это оказалось новаторским. Исследование показало, что кашалоты вносят тонкие коррективы в свои коды в зависимости от контекста разговора, например, добавляя дополнительный щелчок — «что-то вроде суффикса», — объясняет Шарма — или изменяя продолжительность своих звонков.
Во-вторых, анализ показал, что киты свободно комбинируют эти вариации для создания репертуара различных вокализаций, гораздо большего, чем считалось ранее. «И самое интересное в комбинаторных системах общения, подобных этой, заключается в том, что в мире не так много примеров», — говорит Шарма. Одним из немногих других примеров является человеческий язык. «У нас есть алфавиты, которые объединяются в слова, а слова — в предложения, и именно так мы можем использовать конечные звуки для выражения бесконечных значений».
Исследователи каталогизировали эти недавно обнаруженные вариации в том, что они назвали «фонетическим алфавитом кашалотов» — подобно Международному фонетическому алфавиту для человеческих языков — который, по их мнению, закладывает основу для будущих исследований семантики китовых сигналов.
Акустические обмены
Ключевым этапом дальнейших исследований являются так называемые «эксперименты с интерактивным воспроизведением», которые уже проводятся с некоторыми другими видами китов.
В частности, в ноябре 2023 года группа исследователей из Института SETI, Калифорнийского университета в Дэвисе и Фонда китов Аляски опубликовала результаты эксперимента с интерактивным воспроизведением, который они провели со взрослой самкой горбатого кита по имени «Твейн» на юго-востоке Аляски двумя годами ранее.
Эксперимент включал в себя трансляцию через подводный динамик высококачественного контактного сигнала, известного как «хуп», который был записан днём ранее с группой из девяти горбачей. Это привлекло внимание Твейн, которая подошла к лодке команды и начала отвечать своим собственным сигналом. Этот «акустический обмен», как описали его исследователи, продолжался в течение 20 минут.
Поздний анализ записи показал, что Твейн, как говорится в исследовании, «активно участвовала в своего рода вокальной координации [с нашей системой воспроизведения]… она также демонстрировала изменения в возбуждении и валентности во время встречи».
По словам ведущего автора исследования доктора Бренды Маккоуэн, это стало беспрецедентным шагом в исследованиях межвидового общения. «Мы считаем, что это первый подобный коммуникативный обмен между людьми и горбатыми китами на языке горбачей».
Неопределённое понимание
Не все согласны с выводами, сделанными на сегодняшний день. Среди учёных существуют разногласия по поводу значимости недавних исследований с кашалотами и горбатыми китами, а также по поводу возможности межвидового общения в более широком смысле.
На самом деле, когда я спрашиваю Ребекку Данлоп — доцента физиологии в Университете Квинсленда, которая более двух десятилетий изучает биоакустику горбачей, — думает ли она, что мы находимся на пороге возможности общаться с китообразными, она смеётся и прямо говорит: «Нет».
Данлоп признаёт, что эксперименты с интерактивным воспроизведением могут помочь определить функцию китовых сигналов. Но она отвергает идею о том, что учёные каким-то образом общаются с китом, если они транслируют сигнал и получают заинтересованный ответ, как это было с Твейн. Утверждать это означает, что «кит услышал их и затем решил что-то сказать в ответ, как будто там происходило какое-то когнитивное принятие решений, что, на мой взгляд, является преувеличением».
Вместо этого она видит в эксперименте с интерактивным воспроизведением с Твейн демонстрацию «животного, реагирующего на звук, как это запрограммировано заранее».
Данлоп также скептически относится к некоторым утверждениям команды Project CETI в их статье о фонетическом алфавите кашалотов. Хотя она признаёт, что щелчки кашалотов очень сложны, она не верит, что их можно приравнять к человеческому языку.
«Люди развили язык с синтаксисом, и мы можем изменить смысл предложения, просто поставив слова в другом порядке. То, как мы используем язык, чрезвычайно сложно, и другие животные, насколько нам известно, не достигают такого уровня сложности. Они могут использовать звуки для обозначения определённых вещей. Но сказать, что это язык, на мой взгляд, это слишком далеко».
Доктор Дженни Аллен — биолог из лаборатории биотелеметрии и поведенческой экологии в отделе океанографических наук Калифорнийского университета с более чем 15-летним опытом исследования горбатых китов — высказывает другие критические замечания.
Аллен считает, что проведение экспериментов с интерактивным воспроизведением имеет «огромную ценность», добавляя, что учёные проводили их с птицами «веками». Но представить эксперимент с Твейн как своего рода примитивный разговор между человеком и китом — это ошибка «проталкивания этих животных через человеческую форму отверстия».
«Животные общаются друг с другом самыми разными способами, которые настолько отличаются от того, что мы знаем».
Аллен также критикует то, как команда Project CETI охарактеризовала вокализации кашалотов, отмечая, что, хотя ранее не обнаруженные особенности «действительно увлекательны», идея фонетического алфавита «выходит за рамки исследования».
«Это означает, что каждый отдельный компонент не имеет значения. И мы не можем сказать, что коды кашалотов сами по себе не имеют значения».
Говоря в целом о стремлении перевести вокализации китов и поговорить с ними, она говорит: «Я беспокоюсь, что мы так заняты поиском признаков, указывающих на то, что другие животные похожи на нас, вместо того, чтобы искать сходства, которые мы находим, и спрашивать: «Что это значит для этого вида? Что это говорит об эволюции?»
Но Джозефин Хаббард, постдокторский исследователь в Группе по изучению поведения животных в Калифорнийском университете в Дэвисе, которая была соавтором исследования с участием Твейн, говорит, что её команда «старалась не антропоморфизировать интерпретацию данных, поэтому мы были очень строги в том, как мы определяем коммуникативный обмен». Она также подчёркивает, что есть «убедительные доказательства» того, что самка горбатого кита была вовлечена во время эксперимента.
«И мы можем спорить о том, был ли это разговор или нет, но я думаю, что стоит подчеркнуть тот факт, что мы используем и пытаемся продвигать эти интерактивные воспроизведения».
Аналогично, Пратьюша Шарма из группы Project CETI не соглашается с критикой, высказанной в адрес исследования, которое она возглавляла. «Мы не утверждаем, что формальная система общения кашалотов похожа на человеческий язык. Но есть аспекты, которые похожи».
Она также указывает, что слово «алфавит» широко используется учёными для характеристики многих сложных структур, включая ДНК, и приводит пример иероглифов, чтобы указать, что в некоторых алфавитах даже мельчайшие единицы действительно несут смысл.
Добавляя к этому ответу, Геро настаивает, что команда Project CETI не «пытается создать иерархию, которая заканчивается людьми. Но я думаю, что сейчас мы можем задавать более подробные вопросы о коммуникации животных».
В более широком смысле он считает, что мы все должны сохранять непредвзятость в отношении интеллектуальных способностей нечеловеческих видов. «Я думаю, мы оказываем китам медвежью услугу, если предполагаем, что у них есть какое-то качество стимулов и выходных данных, когда мы знаем, что у них есть мозг, который соперничает с нашим, по крайней мере, с точки зрения способности к познанию».
Желание общаться
Многие книги были написаны за эти годы, в которых описывается, каково было бы, если бы люди могли общаться с другими животными. Научно-фантастический шедевр Лоры Жан Маккей «Животные в той стране», в котором новый вирус вызывает у своих жертв способность понимать, что говорят животные, является одним из самых диких примеров на сегодняшний день.
Если научная фантастика действительно однажды станет наукой, и мы сможем понять китов и научиться с ними общаться, интересно, что мы могли бы сказать?
Я задаю этот вопрос Шарме. После нескольких мгновений, пытаясь найти ответ, она говорит: «Знаете, я бы ничего не сказала. Я бы просто хотела послушать и услышать всё, что они могут сказать о своём мире».
Геро, как и Шарма, видит в Project CETI «проект по прослушиванию» — который, как они надеются, поможет нам лучше понять, что важно для китов, и таким образом помочь их сохранить.
«Я чувствую себя очень сильным учёным и просто человеком, который провёл огромное количество времени с этими китами, что нам нужно проводить отличные научные исследования и задавать вопросы о том, что происходит в их мире. Но затем, что важно, мы также должны реализовать это и спросить себя: «Ну и что мы собираемся с этим делать?»