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Selection on vocal output affects laryngeal morphology in rats
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In: J Anat (2021)
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Tame Voices: An investigation into human-animal communication and the effects of artificial selection pressures on vocal production in a domesticated mammal
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Abstract:
Menschen leben seit Jahrtausenden mit domestizierten Tieren zusammen und im Laufe dieser Zeit beeinflussten sie sowohl die anatomische Form als auch das Verhalten domestizierter Tiere in subtiler bis auffälliger Weise. Hängeohren, Ringelruten, weiße Flecken und eine verkürzte Schnauze sind allgegenwärtig in domestizierten Säugetieren, aber erst kürzlich konnte ein grundlegender Faktor identifiziert werden der diese Ansammlung an Eigenschaften erklären könnte: Während des Domestikationsprozesses haben Menschen aktiv und/oder passiv Tiere künstlich für ihre Zahmheit selektiert. Diese künstliche Selektion führte zu einem (minimalen) Defizit in den Neuralleistenzellen. Dieses Defizit hat das Potenzial all die Merkmale, die typisch für domestizierte Säugetiere sind zu erklären. Neuralleistenzellen sind auch ein Schlüsselkomponent in der Entwicklung der Kehlkopfstrukturen und stellen somit eine direkte Verbindung zwischen dem Domestikationsprozess und stimmproduzierender Strukturen dar. An dieser Schnittstelle von Stimmproduktion und Domestikation findet sich eine Vielzahl an Facetten und offenen Fragestellungen, die von Signalproduktion und Signalwahrnehmung in domestizierten Tieren bis hin zu zwischenartlicher Kommunikation reicht. In den Kapiteln dieser Arbeit diskutiere ich Ergebnisse zu zwei Fragestellungen: 1) wie verwenden Menschen Sprache um mit ihren domestizierten Tieren zu kommunizieren und 2) wie beeinflussen künstliche Selektionsdrucke Stimmproduktionsmechanismen und V okalisation? In Kapitel 1 untersuche ich die differenzierte Verwendung von Tonhöhe und Variationsbreite der menschlichen Stimme in hundegerichteter Sprache. Außerdem zeige ich auf, dass hundegerichtete Sprache sowohl von der Persönlichkeitsachse Offenheit sowie von Umweltstressoren beeinflusst wird. In Kapitel 2 widme ich mich dem vokalen Verhalten von Ratten und zeige, dass starke künstliche Selektionsdrucke für niedrige/hohe Anzahl von Ultraschallrufen in Jungtieren zu Veränderungen im akustischen Verhalten von adulten Tieren führen. In Kapitel 3 untersuche ich wie sich künstliche Selektionsdrucke auf die Kehlkopfanatomie auswirken. Ich beschreibe Veränderungen in der Mineralisation des Schildknorpels und Änderungen in der Länge der Stimmfalten. Die Kapitel dieser Dissertation sollen helfen weitreichendere Fragen der Mensch-Tierbeziehung sowie der akustischen Kommunikation zu beantworten. ; Humans have been living with domesticated animals for up to 30,000 years. During this prolonged period, humans have influenced both the anatomical form and behaviour in domesticated mammals, in ways both obvious and subtle. Floppy ears, curly tails, white patches and a reduced muzzle are ubiquitous across domesticated mammals. Recent research has identified a unifying factor potentially able to explain this collection of traits: during the process of domestication, active and/or passive artificial selection for increased tameness in animals resulted in a mild deficiency in neural crest cells. This deficiency could explain these morphological changes. Apart from the neural crest cell’s role in the domestication process, these cells are also a key component in the formation of laryngeal structures, linking domestication and voice producing structures. At the intersection of voice production and domestication, there are a multitude of facets and smaller questions to study, ranging from signal production and perception in domesticated species to interspecies communication. This thesis allows me to discuss findings on two fronts: 1) how humans engage with their domesticated animals on a vocal level and 2) how artificial selection pressures affect vocal production and output. In chapter 1, I investigated the differential use of mean pitch and pitch range in dog- directed speech and suggest that companion animal-directed speech is affected by both the personality trait “openness” and environmental stressors. In chapter 2, I turn to vocal behaviour in rats, showing that strong artificial selection pressures for ultrasonic call rates in pups affect the adult rats’ acoustic behaviour. In chapter 3, I turn to anatomy, investigating how this strong artificial selection pressure on rat pups affected the adult laryngeal anatomy, finding changes to the thyroid cartilage’s mineralization and to vocal fold length. This thesis will help inform on broader questions regarding the human-animal relationship and acoustic communication.
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Keyword:
33.12 Akustik; 42.60 Zoologie: Allgemeines; 42.66 Ethologie; tameness / domestication / bioacoustics; Zahmheit / Domestikation / Bioakustik
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URL: http://othes.univie.ac.at/66276/
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Talking to Dogs: Companion Animal-Directed Speech in a Stress Test
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