Affenjodeln:  Die überraschende Stimmlage von Neuweltaffen

Eine aktuelle Untersuchung unter der Leitung des Stimmforschers Christian T. Herbst von der Universität Wien und Kolleg*innen der Anglia Ruskin University liefert neue Erkenntnisse über die stimmlichen Fähigkeiten von Neuweltaffen, der Gruppe aller ursprünglichen Primaten des amerikanischen Kontinents: Sie können einen Frequenzsprung erzeugen, der dem menschlichen Jodeln ähnelt, aber einen viel größeren Frequenzbereich abdeckt.

Die Ergebnisse wurden aktuell in der Zeitschrift Philosophical Transactions of the Royal Society B veröffentlicht.

Während Menschen die Fähigkeit zu sprechen entwickelt haben, fehlt unseren nächsten Verwandten im Tierreich – Menschenaffen und Affen – diese Fähigkeit. Sie besitzen jedoch spezielle anatomische Strukturen in ihrem Kehlkopf, die Menschen im Laufe der Evolution verloren haben: dünne, leichte Gewebemembranen, die sich an den oberen Rändern ihrer Stimmlippen befinden.

Frühere Untersuchungen haben darauf hingedeutet, dass diese Strukturen zur Komplexität der Lautäußerungen der Tiere beitragen, aber ihre genaue Rolle ist weitgehend unklar geblieben – bis es jetzt einem internationalen Forschungsteam gelungen ist, ihre Funktion aufzudecken.

Das Geheimnis des Affenjodelns

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass diese Membranen abrupte Frequenzsprünge ermöglichen und so die Bandbreite und Komplexität der Lautäußerungen von Affen erheblich erweitern.

Mithilfe einer Kombination aus Methoden, darunter nicht-invasive In-vivo-Aufnahmen, Ex-vivo-Kehlkopfexperimente und Computermodelle, identifizierten die Forscher*innen zwei unterschiedliche Arten von Stimmlippenschwingungen. Die erste Art, an der nur die Stimmlippen beteiligt sind, erzeugt niederfrequente Töne, die der menschlichen Phonation ähneln.

Der zweite Modus, an dem auch die Membranen beteiligt sind, führt zu Schwingungen mit viel höheren Frequenzen, die zu dramatischen Frequenzsprüngen führen, ähnlich wie beim menschlichen Jodeln. In einigen Fällen erstrecken sich diese Verschiebungen über mehr als drei Oktaven – weit über die menschlichen Fähigkeiten hinaus, bei denen Frequenzsprünge normalerweise auf eine einzige Oktave begrenzt sind.

Evolution und Anatomie hinter der Kommunikation von Affen

"Das ist ein faszinierendes Beispiel dafür, wie die Natur die Mittel bereitstellt, um die Lautäußerungen von Tieren zu bereichern, obwohl sie keine Sprache haben. Die Produktion dieser komplexen Lautmuster wird hauptsächlich durch die anatomische Ausprägung des Kehlkopfs der Tiere ermöglicht und erfordert keine komplexe neuronale Steuerung durch das Gehirn", erklärt Christian T. Herbst, Hauptautor der Studie, vom Institut für Verhaltens- und Kognitionsbiologie der Universität Wien.

Jacob D. Dunn von der Anglia Ruskin University, Senior-Autor der Studie, fügt hinzu: "Diese Ergebnisse zeigen, wie Affen ein neuartiges evolutionäres Merkmal – die Stimmlippen – nutzen, das es ermöglicht, eine größere Bandbreite an Rufen zu erzeugen, einschließlich dieser 'Ultra-Jodler'. Dies könnte besonders wichtig für Primaten sein, die ein komplexes Sozialleben haben und auf verschiedene Arten kommunizieren müssen."

Die Studie legt außerdem nahe, dass Stimmlippen zwar den Tonumfang erweitern, aber auch zu einer Instabilität der Stimmgebung führen. "Unsere Studie zeigt, dass Stimmlippen den Tonumfang des Affen erweitern, aber auch seine Stimme destabilisieren.

Sie könnten im Laufe der menschlichen Evolution verloren gegangen sein, um die Tonhöhenstabilität beim Singen und Sprechen zu fördern", erklärt Tecumseh Fitch von der Universität Wien, Experte für die Evolution der menschlichen Stimme und Mitautor der Studie.

Diese Forschung, die von einem internationalen Team von Wissenschafter*innen aus Österreich, Großbritannien, Japan, Schweden und Bolivien durchgeführt wurde, bietet neue Perspektiven auf die Entwicklung der Stimmproduktionsmechanismen und ihre Rolle in der Kommunikation von Primaten.

An der Studie beteiligte Wissenschafter*innen vom: Department of Behavioral and Cognitive Biology, University of Vienna, Austria; the Department of Animal and Environmental Biology, Faculty of Science & Technology, Anglia Ruskin University, Cambridge, UK; the Department of Mechanical Engineering, Ritsumeikan University, Japan; the Graduate School of Human Sciences, Osaka University, Japan; the Department of Speech, Music and Hearing, School of Electrical Engineering and Computer Science, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden; and La Senda Verde Wildlife Sanctuary, Bolivia.

Publikation

Christian T. Herbst, Isao T. Tokuda, Takeshi Nishimura, Sten Ternström, Vicky Ossio, Marcelo Levy, Tecumseh Fitch and Jacob C. Dunn. 'Monkey yodels'—frequency jumps in new world monkey vocalizations greatly surpass human vocal register transitions . In Philosophical Transactions of the Royal Society B 380: 20240005.
DOI: 10.1098/rstb.2024.0005