Forskere har lenge diskutert hvorfor sjimpanser og andre ikke-menneskelige primater verken kan snakke eller synge.

Diskusjonen har hovedsakelig fokusert på evolusjonære endringer i menneskets hjerneutvikling. Men nå har oppmerksomheten flyttet seg til anatomiske endringer av strupehodet. For kanskje har de spilt en rolle i evnen vår til å produsere komplekse lyder?

Ifølge en ny studie viser det seg faktisk at endringer i menneskets stemmeanatomi, spesifikt i strupehodet, der stemmebåndene våre sitter, gir de stabile, klare stemmene som vi bruker til å kommunisere med lyd uten at stemmen brister.

Studien, som en internasjonal forskergruppe fra Japan og Europa står bak, har blitt publisert i Science.

En av forskerne er Ole Næsbye Larsen, som er førsteamanuensis emeritus og studerer dyrelyder ved Syddansk Universitet.

– Vi har studert menneskets anatomi i flere hundre år, men det er mye vi ikke vet. Anatomien vår har blitt forenklet, noe har forsvunnet, for stemmemembranen finnes ikke, sier Larsen, som er den eneste dansken i det internasjonale forskerteamet.

Man måtte tro at etter hvert som mennesket utviklet sin komplekse kommunikasjon, ville anatomien bli utvidet med flere strukturer. Men nei, paradoksalt nok er det helt motsatt.

Studien viser at det har skjedd en forenkling, et tap av stemmemembraner i strupehodet som gjør den klare stemmen mulig.

Og det gjør studien bemerkelsesverdig, heter det i en såkalt perspektivartikkel som også er utgitt i Science, skrevet av professor Harold Gouzoules fra Emory University.

Manglende stemmemembran

Stort sett alle ikke-menneskelige primater har tynne stemmemembraner – i hvert fall de 44 artene som forskerne i denne studien har undersøkt.

Det tyder på at mennesket mistet membranene i vår siste utvikling. Det har skjedd etter vi ble skilt fra vår nærmeste slektning, sjimpansen, som har stemmemembraner, for seks millioner år siden.

– Alle ape-arter har en stemmemembran plassert etter stemmebåndene, men mennesket har ikke det. Men stemmen vår er mye mer stabil og klar, sier Larsen.

– Vi må bruke litt mer energi til å presse luft forbi stemmebåndene, som begynner å vibrere og gir de varierende, men stabile resonansene i munnhule og luftrør som fører til de grunnlydene som utgjør språket vårt, legger han til.

Ifølge Tobias Wang, professor ved seksjon for zoofysiologi ved Aarhus Universitet i Danmark, har molekulærbiologer og genetikere lenge fokusert på at det var noen få mutasjoner i hjernen som gjorde at vi kunne utvikle språk.

– Det er mye fokus på hjernen; hva krever det i hjernen å ha et språk? Forskerne påpeker noe man ikke tidligere har visst om luftveienes anatomi: Ja, hjernen må håndtere språket, men luftveiene må ha en struktur som gjør at lyden kommer ut på et brukbart vis, sier Wang.

Andre endringer, også i hjernene våre, har selvfølgelig også vært nødvendige for å utvikle et språk, men den anatomiske forenklingen har sannsynligvis akselerert den nøyaktigheten som mennesker synger og snakker med, tyder studien på.

Videoopptak av aper

Forskere har snakket om evolusjonære endringer i menneskers svelg og munnhule før, men det er første gang de har vært i stand til å se inn i strupehodet på sjimpanser og aper mens de lager lyder.

Her har de sett at skriking involverer aktive vibrasjoner av membraner.

– Vi har sett et gammelt japansk videoopptak, det er visst 30 år gammelt, som viser en sjimpanse under oppvåkning etter bedøvelse. Mens den holdt på å våkne, kunne vi se hvordan membranene virket på samme måte som stemmebånd, mens disse bare beveget seg ganske lite. Og så gikk vi på jakt etter andre opptak, sier Ole Næsbye Larsen.

En av de videoene tok Larsen opp i 1999 i forbindelse med annen forskning.

– Da vi første gang filmet strupehodet hos en ekornape som laget lyd, hadde vi ingen anelse om at disse opptakene en dag ville støtte en hypotese om utviklingen av den menneskelige evne til å snakke, forteller han.

– I denne studien gikk vi videre og undersøkte strupehodet til rhesus-aper. Dessuten gjennomførte vi forsøk med rhesus-aper som hadde blitt avlivet. Vi tok ut strupehodet, blåste luft gjennom mens vi med pinsetter satte stemmebånd og membraner i den posisjonen de vanligvis er i når apene frambringer lyder.

Alt ble filmet for å se hvordan det virket.

– Igjen observerte vi at stemmemembranene alltid vibrerte, mens det ikke alltid var tilfellet med stemmebåndene, sier Larsen.

Grunnforskning

Forskerne etablerte også en matematisk modell som beskriver hvordan stemmebånd og membraner vibrerer ut fra størrelse, elastisitet og masse.

– Og alt sammen passet sammen. Modellen kan for eksempel forutsi hvordan stemmemembranenes vibrasjoner fører til at stemmen «brister» når luften gjennom luftrøret blåses kraftig nok, sier Larsen.

Studien er ren grunnforskning som gir oss mer kunnskap om en liten flik av menneskets utvikling. Men som med all annen grunnforskning er det vanskelig å vite om resultatet kan brukes i en praktisk sammenheng.

Men det er interessant fordi det gir oss mer kunnskap om hva som skulle til for at mennesket kunne utvikle språket, mener Tobias Wang.

Referanse:

Takeshi Nishimura, Ole Næsbye Larsen mfl.: Evolutionary loss of complexity in human vocal anatomy as an adaptation for speech. Science, 2022. (Sammendrag) DOI: 10.1126/science.abm1574

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no. Les originalsaken på videnskab.dk her.