Understanding the origins of vocal complexity in terrestrial mammal vocalizations

Comprendre les origines de la complexité vocale présente dans les vocalisations des mammifères terrestres

• Auteur / Autrice : Lucie Barluet de Beauchesne
• Direction : Nicolas Mathevon, David Reby
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioacoustique
• Date : Soutenance le 12/01/2023
• Etablissement(s) : Saint-Etienne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Bron ; Saint-Priest-en-Jarez ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Adam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Elodie Briefer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Adam, Marco Gamba

Mots clés

Mots clés contrôlés

Élocution

Bioacoustique

Larynx

Mammifères

Voix

Mots clés libres

Production vocale

Voie vocale

Mammifères terrestres

Développement laryngé

Enquête post-mortem

Expérience de lecture

Articulation

Bioacoustique

Vocal production

Vocal tract

Terrestrial mammals

Laryngeal development

Post-mortem investigation

Playback experiment

Articulation

Bioacoustics

Résumé

Le manque d'études sur la production vocale chez les non primates limite nos connaissances sur les gestes articulatoires chez les mammifères. Dans cette thèse, j'étudie d'abord les facteurs hormonaux affectant le développement de l'appareil vocal chez deux espèces de cervidés: le cerf sika et le cerf élaphe. Puis, j'étudie les gestes articulatoires: l'ouverture de la bouche chez le mouton et les mouvements laryngés chez le daim.Premièrement, je montre qu'à l'âge de 18 mois, le niveau de testostérone a peu d'effets sur le développement laryngé des cerfs sika et élaphe, suggérant que la testostérone n'est pas responsable du dimorphisme sexuel au niveau du larynx. Ensuite, je démontre que, lors de la communication mère-jeune, les bêlements des brebis impliquent à la fois la voie orale et nasale et codent pour le niveau d'excitation dans le degré d'ouverture de la bouche. Dans le dernier chapitre, je documente en détail comment l'allongement du tractus vocal, lors de la descente laryngée chez le daim, permet un abaissement des formants. Enfin, l'utilisation de repasse acoustique ne m'a pas permis d'identifier d'effet de la vitesse d'abaissement des formants sur le comportement des mâles rivaux, suggérant que ce paramètre ne transmet pas d'information motivationnelle chez le daim.Mes découvertes fournissent non seulement une première étude sur l'effet des androgènes sur l'ontogenèse de l'appareil vocal, mais elles mettent également en évidence l'importance des gestes articulatoires dans la communication vocale naturelle des animaux. Ainsi, ils fournissent un contexte utile pour notre compréhension des origines évolutives de l'anatomie vocale humaine et de la production vocale.

The lack of studies on vocal production in non-primate species limits our knowledge on articulatory gestures in mammals. In this thesis, I first investigate the hormonal factors affecting the development of the vocal apparatus in two closely related cervinae species: sika deer and red deer. Then, I study basic articulatory gestures in two species: mouth opening in sheep and laryngeal movements in fallow deer.First, I show that at the age of 18 months, testosterone level only has marginal effects on the laryngeal development in both deer species, suggesting that testosterone is not responsible of the sexual dimorphism in their laryngeal development. Then, I demonstrate that ewes’ vocalizations involves both oral and nasal tracts and encode for arousal level in the degree of mouth opening in context of mother-young communication. In the last chapter, I document in detail how the elongation of both oral and nasal tracts during laryngeal descent induces the lowering of all formants. Finally, I conducted playback experiments of synthetic groans of fallow deer bucks. I did not identify an effect of the formant lowering speed on the behavior of rival males, suggesting that this parameter does not transmit motivational information. My findings do not only provide the first investigation of the effect of androgens on the ontogeny sexually dimorphic vocal apparatuses, but they also highlight the importance of basic articulation gestures in the natural vocal communication of species. As such, they provide a useful background for our understanding of the evolutionary origins of human vocal anatomy and vocal production.