Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Hanna Kastein

 

Experiments on social call perception by bats

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-104043

title (ger.)

Experimente zur Sozialrufwahrnehmung bei Fledermäusen

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/kasteinh_ws13.pdf

abstract (deutsch)

Die verbale und nonverbale Kommunikation einer anderen Kultur kann außerordentlich befremdlich wirken. Sieht man jedoch von Sprachunterschieden ab, können interkulturell viele Gemeinsamkeiten in der paralinguistischen Prosodie gefunden werden, die emotionale und/ oder Identitäts-Merkmale über die Stimme vermitteln. Tatsächlich kommen prosodische Merkmale auch in Vokalisationen vieler Säugetiere vor, die von zuhörenden Artgenossen zum Teil wahrgenommen werden. Die Synapomorphie des Vokaltrakts aller Säuger liefert eine Basis für interspezifisch vergleichende Studien, deren Resultate auf einen gemeinsamen Vorfahren aller Säuger hindeuten, bei dem die Wahrnehmung der paralinguistischen Prosodie in der vokalen Kommunikation schon ansatzweise vorhanden gewesen sein könnte. Die Erforschung von Produktions- und Wahrnehmungs-Mechanismen prosodischer Merkmale in Säugetieren hat daher in den letzten Jahren großes Interesse geweckt. Die Frage, in welchem Ausmaß die Stimme allein ausreicht, um dem empfangenden Tier die Perzeption prosodischer Merkmale zu gewährleisten, soll in der vorliegenden Studie betrachtet werden. Als Modell dient die akustische Wahrnehmung von Identität und Affektintensität bei Fledermäusen. Aufgrund ihrer nächtlichen Lebensweise und der damit verbundenen Abhängigkeit von akustischen Signalen zur Kommunikation, als auch - aus evolutionärer Sichtweise - aufgrund ihrer phylogenetischen Position als Außengruppe für Primaten, stellen Fledermäuse ein ausgezeichnetes Studienobjekt dar. Im Zentrum meiner Arbeit steht die Sozialrufwahrnehmung des Indischen Falschen Vampirs (Megaderma lyra), einer sozial lebenden Fledermausart, die über ein ausgeprägtes Sozialruf-Repertoire verfügt.

Der erste Teil meiner Dissertation befasste sich mit der Frage, inwieweit die Identität eines bekannten Artgenossen über die Stimme wahrgenommen werden kann und ob die Fledermäuse dabei in der Lage sind, anhand von individuellen Signaturen verschiedene Individuen voneinander zu unterscheiden und ob sie diese auch spontan erkennen. Mittels unterschiedlicher Playbackversuche wurden die Fledermäuse auf ihre Reaktionen bezüglich der Kontaktrufe von unterschiedlichen bekannten und unbekannten Artgenossen getestet. Die verwendeten Playbackstimuli bestanden aus Kontaktrufserien, die vor Beginn der Versuche von kurzzeitig isolierten Fledermäusen aufgenommen und auf ihre individuellen Signaturen hin analysiert worden waren. Ein Schwerpunkt dieser Studie war die Differenzierung zweier kognitiv voneinander getrennter Fähigkeiten, nämlich die Diskriminierung von Stimmen und ihre Erkennung. Dieser Unterschied wurde in vergleichbaren Studien bisher vernachlässigt. Die Ergebnisse bewiesen die Diskriminierungsfähigkeit der Tiere und führten diese mithilfe eines Modells auf die akustischen Unähnlichkeiten zwischen den Rufstimuli der einzelnen Individuen zurück. Zudem ließen die Ergebnisse Hinweise auf eine echte Identitätserkennung von bekannten Gruppenmitgliedern zu.

Thema des zweiten Teils der Dissertation war die Wahrnehmung von Affektintensität innerhalb zweier Ruftypen aus dem agonistischen Kontext. Unterschiede in der Struktur von Aggressions- und Antwortrufen reflektieren die Affektintensität der aggressiven Interaktion zwischen zwei Fledermäusen. In reziprok durchgeführten Habituations-Dishabituations-Experimenten wurden die Fledermäuse mit Aggressions- oder Folgerufen hoher oder niedriger Affektintensität habituiert und mit Rufen des gleichen Typs, aber anderer Affektintensität, auf ihre Diskriminierungsfähigkeit getestet. Die Fledermäuse zeigten bei den präsentierten Aggressionsrufen keine Kategorisierung der Affektintensität an, da sie auf jeden neu vorgespielten Stimulus gleich welcher Affektintensität tendenziell wieder reagierten und nur auf die vorher schon gehörten Habituations-Stimuli zu habituieren schienen. Dagegen antworteten die Fledermäuse auf Antwortrufe hoher Affektintensität nach Habituation auf Rufe niedriger Affektintensität, transferierten die Habituation jedoch im reziproken Experiment. Diese Asymmetrie im Antwortverhalten ist ein Beweis für eine Evaluierung der Affektintensität.

In Kombination zeigen die beiden Studien, dass Indische Falsche Vampire in der Lage sind, prosodische Merkmale aus Sozialrufen wahrzunehmen und zu kategorisieren, wobei das unterschiedliche Antwortverhalten unterschiedliche kognitive Eigenschaften reflektiert. Zusammenfassend ist zu sagen, dass die Kategorisierungs-Fähigkeiten dieser Säugetiere denen des Menschen ähneln, obwohl sie vom Menschen evolutiv relativ weit entfernt sind, was auf eine gemeinsame Basis der Verarbeitung paralinguistischer, prosodischer Merkmale bei Säugetieren hinweist.

abstract (englisch)

The verbal, and non-verbal, communication of a foreign culture may appear remarkably strange. Apart from language, however, one may find many cross-cultural speech commonalities in the paralinguistic prosody, which conveys emotional and/or identity features via voice. In vocalisations of many mammals, prosodic features are actually also present, which are partly perceived by conspecific listeners. The synapomorphy of the vocal tract in all mammals provides a basis for interspecific comparative studies that may reveal a common ancestor of all mammalian species, for which the perception of the paralinguistic prosody may have already been present to some extent in vocal communication. The exploration of production, and perception, mechanisms of prosodic cues in mammals has therefore gained much interest in recent years. The question, to what extent the voice alone is sufficient to ensure the perception of prosodic cues by the perceiving animal is addressed by the present thesis, which focuses on the acoustic perception of identity and affect intensity by bats. Bats are excellent study objects due to their nocturnal lifestyle and the associated dependence on acoustic signals, as well as, from an evolutionary perspective, due to their phylogenetic position as outgroup for primates. In my thesis, I focus on the perception of social calls in the Indian False Vampire bat (Megaderma lyra), a socially living bat species, which shows a pronounced social call repertoire.

The first part of my dissertation dealt with the question to what extent the identity of a known conspecific may be perceived via the voice and whether bats are able to discriminate between different individuals due to individual signatures, or whether they also recognise them spontaneously. In different playback experiments, bats were tested on their reactions to contact calls from different known, and unknown, conspecifics. The used playback stimuli consisted of contact call series which were recorded prior to experiments by separating bats and which had been analysed with respect to individual signatures. The study focused on the differentiation of two separate cognitive abilities, identity discrimination and identity recognition by voice. This difference had previously been neglected in similar studies. The experiments provided evidence for the ability of the animals to discriminate between individuals. This discrimination ability was explained by a model that was purely based on the acoustic dissimilarities between call stimuli of single individuals. Moreover, the results suggested identity recognition of known group members.

The second part of the dissertation addressed the perception of affect intensity in two call types of the agonistic context. Differences in the call structure of both, aggression calls as well as response calls, reflect the affect intensity of the aggressive interaction between two bats. To study the discrimination ability, bats were habituated with aggression, or response, calls from agonistic interactions of either high, or low, intensity, and were tested with calls of the same call type, but with different affect intensity, in reciprocal habituation-dishabituation experiments. Bats did not show a categorisation of aggression calls by affect intensity as they tended to respond to any novel aggression call and appeared to habituate only to previously heard habituation stimuli, irrespective of affect intensity. In response call experiments, bats responded to calls of high affect intensity after habituation with calls of low affect intensity. However, they transferred habituation to calls of low affect intensity in the reciprocal experiment. The asymmetry in response behaviour is an evidence for an evaluation of affect intensity.

In sum, both studies show that the Indian False Vampire bat is able to perceive prosodic cues from social calls, and to categorise them according to these cues, whereby the different response behaviour reflects different cognitive properties. Finally, categorisation abilities in these mammals are similar to those in humans, although the two taxa are evolutionary remote, suggesting a common basis for the processing of paralinguistic prosodic cues in mammals.

keywords

Fledermäuse, Sozialruf, Erkennung, bats, social calls, recognition

kb

6.157