Een zebravink kan de roep van een verre partner verwarren met een partner die gebruikt wordt om contact te onderhouden als hij in de buurt is. De twee geluiden zijn heel verschillend, maar toch lijken ze voor hem iets gemeen te hebben. Integendeel, het onderscheidt een contactoproep vrij goed van een alarmoproep, zelfs als de twee vergelijkbaar zijn. Door deze fouten te observeren ontdekte een groep onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley iets interessants: vogels herkennen hun eigen roep ook op basis van hun betekenis.
Het onderzoek, geleid door etholoog Julie Elie en gepubliceerd op Wetenschapgecombineerde jaren van observaties, kunstmatige intelligentie en gedragsexperimenten. Het resultaat is een soort woordenboek dat is samengesteld uit 11 soorten vocalisaties die door zebravinken worden gebruikt (Taeniopygia guttata), kleine Australische vogels die veel met elkaar te communiceren hebben. Zozeer zelfs dat Elie, in juni 2026 bekroond voor haar werk, gelooft dat het mogelijk is dat een vogel een van de eerste dieren is waarmee we ooit vocaal zullen kunnen communiceren. Tot nu toe heeft natuurlijk niemand een gesprek met een mandarijn gevoerd. De wetenschappers vonden echter een nogal ingenieuze manier om hen te vragen of hun interpretaties juist waren.
Elf oproepen om te communiceren, van verkering tot gevaar
Julie Elie bestudeert al ruim vijftien jaar mandarijncommunicatie. Hij begon ze te observeren in Australië, waarbij hij paren en groepen vogels in hun natuurlijke omgeving volgde. Een klusje dat alles behalve eenvoudig is, aangezien deze dieren de vervelende gewoonte hebben om weg te vliegen net op het moment dat iemand ze wil observeren. Het onderzoek werd voortgezet in de volières van de Universiteit van Berkeley, waar het mogelijk was om vocalisaties op te nemen en deze nauwkeuriger met gedrag te associëren.
Zebravinken leven in sociale groepen, vormen paarbanden en gebruiken verschillende oproepen om contact te onderhouden, gevaar te signaleren, agressie te tonen of om voedsel te vragen. Mannetjes produceren ook een uitgebreid lied tijdens de verkering. Elie identificeerde elf soorten vocalisaties, gegroepeerd in zes functionele categorieën, waaronder contactoproepen, paargerelateerde oproepen, alarmsignalen, conflictsignalen, voedselverzoeken van kuikens en verkeringliederen.
Door middel van machine learning, een techniek van kunstmatige intelligentie, analyseerde de groep de kenmerken van de geluiden, waarbij de frequentie, duur en structuur van de vocalisaties werden vergeleken. De database die in het onderzoek wordt gebruikt, bevat meer dan 8.000 opnames van 45 vogels.
Een enorme klus, maar met een probleem dat nog moet worden opgelost. Mensen kunnen een dier observeren en betekenis hechten aan zijn roep. Dit alleen bewijst niet dat het dier dezelfde categorieën herkent. Bevestiging van direct betrokkenen was daarom nodig.
Het zaadexperiment: herkennen vogels hun eigen roep?
Om de classificaties te testen, betrokken Elie en collega’s twaalf volwassen zebravinken, zes mannetjes en zes vrouwtjes, in een experiment gebaseerd op geluidsherkenning. De vogels hadden een knop, oftewel een sensor die met hun snavel werd geactiveerd, waarmee ze de opnames konden beluisteren. Van de verschillende gespeelde oproepen konden alleen degenen die tot een specifieke categorie behoorden een voedselbeloning verkrijgen.
De taak bestond uit het herkennen van het type beloonde oproep en het wachten op de zaden. Als het geluid tot een andere categorie behoorde, kon het dier stoppen met spelen en doorgaan naar de volgende opname. Kortom, een soort afstandsbediening met een schema bestaande uit tweets en een beloning die beslist interessanter is dan adverteren.
De onderzoekers veranderden periodiek de beloonde categorie en verifieerden het vermogen van de dieren om alle 11 soorten vocalisaties te herkennen. De opnames waren afkomstig van verschillende personen, om te controleren of de vogels de categorie van de roep herkenden en niet alleen de stem van een bekende metgezel.
De resultaten waren opmerkelijk. In 127 van de 131 proeven vertoonden de vogels statistisch significante discriminatie. De enkele uitzonderingen weerhielden de onderzoekers er niet van om vast te stellen dat alle categorieën door mandarijndiamanten konden worden herkend. Maar het meest interessante kwam toen de dieren fouten begonnen te maken.
De fouten brachten iets aan het licht dat de AI niet kon verklaren
Onder de vocalisaties van zebravinken is er een kleine roep, genaamd tetgebruikt om contact te onderhouden met personen in de buurt. Het is een discreet geluid, herhaald terwijl de vogels bewegen en hun aanwezigheid aan elkaar blijven signaleren. Wanneer ze echter ver weg zijn en elkaar niet kunnen zien, laten ze een luidere en akoestisch andere roep horen. Tijdens het experiment hadden de zebravinken soms de neiging deze twee geluiden met elkaar te verwarren. Ze hadden verschillende klankeigenschappen, maar dienden allebei om contact te onderhouden.
Het gebeurde veel minder met de alarmoproep, die veel op de tethoewel er verschillende informatie wordt verzonden. De onderzoekers vergeleken vervolgens de fouten van de dieren met die geproduceerd door akoestische classificatiesystemen. Als de vogels de roep alleen op basis van het geluid hadden herkend, zouden de verwarringen voornamelijk het gevolg zijn geweest van de akoestische overeenkomsten. In plaats daarvan waren de fouten vaker geconcentreerd tussen vocalisaties die in vergelijkbare communicatieve contexten werden gebruikt.
Het fenomeen werd genoemd semantisch magneeteffectsemantisch aantrekkingseffect: in de perceptie van vogels zijn oproepen met vergelijkbare functies dichterbij dan wat de geluidskenmerken alleen al suggereren. Volgens de onderzoekers is dit gedrag verenigbaar met het bestaan van een mentale representatie van de betekenis van de oproepen. Dieren lijken daarom de informatie die ze ontvangen te verwerken, in plaats van eenvoudigweg mechanisch op een geluid te reageren.
Waarom AI zo belangrijk is voor het begrijpen van dieren
De bijdrage van AI was essentieel om de opnames te analyseren, akoestische kenmerken te vergelijken en de oproepen in categorieën te ordenen. Maar het experiment liet ook zien hoe noodzakelijk het is om computeranalyse te combineren met dierobservatie. Een algoritme kan regelmatigheden herkennen tussen duizenden geluiden. Om te begrijpen of deze regelmatigheden overeenkomen met iets belangrijks voor degenen die ze produceren en ernaar luisteren, zijn gedragscontroles nodig.
Elie demonstreerde dit door de mandarijndiamanten als het ware te vragen het door de onderzoekers opgestelde woordenboek te corrigeren. En het was het verschil tussen de akoestische classificaties en de reacties van de dieren die de meest interessante aanwijzing opleverden. Het werk leverde de onderzoeker de Coller Dolittle Prize 2026 op, een internationale prijs van $ 100.000, gewijd aan onderzoeken die bidirectionele communicatie tussen mensen en andere soorten mogelijk willen maken.
Tijdens de prijsuitreiking onderstreepte Elie dat de fouten van de vogels ons in staat stelden hun manier van waarnemen van vocalisaties beter te begrijpen. Hij gaf ook aan hoeveel werk er nog moet worden gedaan, vooral om akoestische signalen te integreren met visuele signalen. Dieren communiceren immers ook via houdingen, bewegingen en gedrag. En een identiek geluid kan een ander belang krijgen, afhankelijk van de situatie waarin het wordt uitgezonden.
Kunnen we echt met vogels praten?
Volgens Elie zouden vogels tot de eerste dieren kunnen behoren waarmee mensen een belangrijke vocale uitwisseling tot stand kunnen brengen. De onderzoeker acht deze groep dieren juist veelbelovend vanwege de rijkdom van hun vocalisaties en de frequentie waarmee ze worden gebruikt in sociale interacties.
Een aanzienlijk deel van het werk ontbreekt echter nog. Wetenschappers moeten begrijpen hoe oproepen worden gecombineerd, welke regels de reacties tussen individuen bepalen en hoe goede informatie wordt geïntegreerd met lichaamsbewegingen. Bovendien betekent het kennen van de 11 soorten vocalisaties van zebravinken niet dat je met alle vogelsoorten kunt communiceren. Het repertoire van een kraai is bijvoorbeeld anders en vergt specifiek werk.
Tot de door de onderzoeker aangegeven vooruitzichten behoort ook de ontwikkeling van robots die in staat zijn de bewegingen en houdingen van dieren te reproduceren, en hen te begeleiden met herkenbare vocalisaties. Een hulpmiddel dat zou kunnen helpen bij het bestuderen van complexere communicatieve uitwisselingen. Zoals ook gerapporteerd door de Universiteit van Berkeley, is het werk van Elie ontstaan uit jarenlang luisteren naar de vogels en observeren wat er gebeurde elke keer dat ze een roep uitzonden.
Nu weten we dat in ieder geval een aantal van die geluiden ook herkend worden via hun communicatieve functie. Om tot een gesprek te komen, zijn verdere experimenten nodig, misschien nieuwe hulpmiddelen, en zeker veel geduld. Ondertussen hebben twaalf mandarijndiamanten al een vraag van wetenschappers beantwoord. En de interessantste informatie kwam toen ze op de verkeerde knop drukten.
