Analisi delle sequenze vocali di Propithecus diadema

Species with a complex social structure require an elaborate communication system to regulate interactions among individuals; in the case of vocal communication, this necessitates a more articulated vocal repertoire. Studying the vocal repertoire of a species means not only describing the different types of vocalizations, but also analyzing the vocal sequences in which these vocalizations are combined. Associating individual vocalizations within complex structures is a key skill for the development of human language; for this reason, investigating this ability in phylogenetically close species to humans can provide greater insight into how it evolved. In this study, I focused on the vocal sequences of Propithecus diadema, a species of strepsirrhine primate belonging to the family Indriidae. I collected data for my study between January and May 2023, sampling five groups of P. diadema in the Maromizaha forest (eastern-central Madagascar). I recorded 372 vocal sequences emitted by individuals of different sexes, ages, and ranks, labeling the sequences by assigning each call to its respective category based on the literature. I then considered two levels of analysis: one for vocal sequences containing a single type of vocalization (hum) and one for vocal sequences containing multiple types of calls, measuring, through statistical models, the variation in sequence length (calculated by counting the calls and silences within them) based on the sex, age, and rank of the individual. To assess the variability of the sequences, I used the Levenshtein Distance as a metric to determine if there were differences due to sex, age, and rank, and these paired classes. I then examined the temporal structure of the sequences to see if they were characterized by a rhythmic component. Finally, I investigated the relationship between the length of the sequence and the duration of individual calls, silences, and inter-onset intervals, as well as the relationship between the duration of the latter and their position in the sequence. The models indicated that the vocal sequences of P. diadema exhibit sexual dimorphism; specifically, males produce longer vocal sequences than females, controlling for age and rank. However, the Levenshtein Distance did not show significant differences between sexes. In accordance with other studies on primate communication, the vocal sequences of P. diadema were found to be isochronous, and the analysis of rhythmic characteristics highlighted that the duration of the intervals depends on the sex of the emitter, in sequences containing multiple types of calls. Finally I found that both types of sequences follow Menzerath-Altmann's law. Specifically, the calls, silences, and intervals have a shorter duration when the structure to which they belong, the vocal sequence, has a longer duration. Furthermore, the further down the sequence these components are positioned, the shorter their duration will be. Menzerath-Altmann's law is part of the so-called linguistic laws, models that also characterize human vocal communication. These initial analyses of the vocal sequences emitted by P. diadema in its natural environment highlight several common features with the vocalizations of other primates, including humans, adding valuable knowledge that could help reconstruct the evolution of human language.

Le specie con una struttura sociale complessa necessitano di un sistema comunicativo elaborato per regolare le interazioni tra individui; nel caso della comunicazione vocale, questo richiede un repertorio vocale più articolato. Studiare il repertorio vocale di una specie non vuol dire solo descrivere le diverse tipologie di vocalizzazioni che lo compongono, ma anche analizzare le sequenze vocali in cui queste vocalizzazioni vengono combinate. Associare singole vocalizzazioni all’interno di strutture complesse è una competenza chiave per lo sviluppo del linguaggio umano, per questo motivo indagare questa capacità in specie filogeneticamente vicine all’uomo può fornire maggiori informazioni su come si sia evoluta. In questo lavoro mi sono focalizzata sulle sequenze vocali di Propithecus diadema, una specie di primate strepsirrino appartenente alla famiglia degli Indriidae. Ho raccolto i dati per il mio studio nel periodo compreso tra Gennaio e Maggio 2023 campionando cinque gruppi di P. diadema nella foresta di Maromizaha (Madagascar centro-orientale). Ho registrato 372 sequenze vocali emesse da individui di sesso, età e rango diversi ed etichettato le sequenze assegnando alle diverse call la categoria di appartenenza facendo riferimento alla letteratura. Ho poi considerato due livelli di analisi: uno di sequenze vocali contenenti una sola tipologia vocale (hum) e uno di sequenze vocali contenenti molteplici tipologie di call misurando, attraverso modelli statistici, la variazione della lunghezza delle sequenze (calcolata conteggiando le call e i silenzi presenti al loro interno) in base a sesso, età e rango dell’individuo. Per valutare poi la variabilità delle sequenze, ho utilizzato come metrica la Levenshtein Distance e verificato se ci fossero differenze dovute a sesso, età e rango e a queste classi appaiate. Ho successivamente esaminato la struttura temporale delle sequenze per verificare se fossero caratterizzate da una componente ritmica. Infine, ho indagato la relazione tra la lunghezza della sequenza e la durata delle singole call, dei silenzi e degli inter-onset interval, e la relazione tra la durata di questi ultimi e la loro posizione nella sequenza. Dai modelli è emerso che le sequenze vocali di P. diadema presentano dimorfismo sessuale; in particolare, i maschi emettono sequenze vocali più lunghe rispetto alle femmine, a parità di età e rango. La Levenshtein Distance, tuttavia, non ha riportato differenze significative tra i sessi. In accordo con altri studi sulla comunicazione nei primati, le sequenze vocali di P. diadema sono risultate isocrone e l’analisi delle caratteristiche ritmiche ha evidenziato che la durata degli intervalli dipende dal sesso dell’emittente nelle sequenze contenenti più tipologie di call. Infine ho riscontrato come entrambe le tipologie di sequenze seguono la legge di Menzerath-Altmann. Infatti le call, i silenzi e gli intervalli hanno una durata minore se la struttura a cui appartengono, ovvero la sequenza vocale, ha una durata maggiore. Inoltre, più la posizione di queste componenti è spostata verso il fondo della sequenza, minore sarà la loro durata. La legge di Menzerath-Altmann fa parte delle cosiddette linguistic laws, modelli che caratterizzano anche la comunicazione vocale umana. Queste prime analisi sulle sequenze vocali emesse da P. diadema nel suo ambiente naturale evidenziano diversi caratteri in comune con le vocalizzazioni di altri primati, uomo incluso, aggiungendo tasselli di conoscenza potenzialmente utili a ricostruire l’evoluzione del linguaggio umano.