The core properties of language in nonhuman animals: insights from bottlenose dolphins

Human language is one of the most complex phenomena in the animal kingdom, and its origin and evolution remain unclear. Some scholars (e.g. Berwick & Chomsky 2016) argue that its fundamental properties are uniquely human and arose from a single favourable mutation, representing a saltational leap, in discontinuity with the evolutionary trajectory of communicative skills of other animals. Other scholars (e.g. Tomasello 2008) propose that language evolved gradually and in continuity with other species, suggesting that its core features may be present in more rudimentary forms in nonhuman animals. According to Chomsky (2001), the most essential property of language is the operation known as merge, which generates complex hierarchical syntactic structures by recursively combining two meaningful elements at a time. Berwick & Chomsky (2019) contend that merge cannot be separated from recursion, constituting an “all or nothing” trait, whereby combinations are inherently open-ended and potentially infinite. However, Rizzi (2016) suggests that merge can occur at varying levels of complexity. The simplest form – referred to as 1-merge – entails the non-recursive combination of two meaningful units (e.g. red apple). Over the past two decades, studies in animal communication and cognition (e.g. Arnold & Zuberbühler 2006, Ouattara et al. 2009, Suzuki & Matsumoto 2022, Leroux et al. 2022) have identified call combinations in certain bird and primate species that could be interpreted as instances of 1-merge, thus challenging the notion of human uniqueness of this trait.This dissertation aims to bring clarity to the debate of language evolution by comparing the theories rooted in the opposite perspectives of uniqueness versus non uniqueness, and by investigating which core properties of language are indeed unique (if any), and which are shared with other species. This approach helps to reevaluate the preexisting theories of language evolution in light of the recent findings from animal studies. While merge is a central focus, other relevant properties are also considered and classified into linguistic and non-linguistic features. Linguistic features include properties related to structure, meaning, and contextual usage of signals; non-linguistic features refer to domain- general traits – such as brain organisation, cognition, social structure, and behaviours – that, although not linguistic per se, are essential for the emergence and functioning of language. The literature on both captive and wild animal studies is reviewed to assess the presence or absence of these features, with a particular focus on cetaceans, and especially bottlenose dolphins. These animals exhibit a combination of cognitive complexity and advanced vocal production and perception rarely found together in other species (e.g. primates show high cognitive abilities but limited vocal production systems). The analysis suggests that many language-related features are present in nonhuman animals, apparently including the capacity to combine meaningful units in pairs, akin to 1-merge. However, these combinations are consistently limited to two elements, indicating an absence of recursion. Other properties absent in nonhuman species – such as productivity, hierarchical structure, and expansive lexicons – also appear to depend on recursive operations. Hence, the key distinction between humans and other animals may lie not in the ability to perform basic compositional operations, but in the capacity for recursive application of these operations. The evolutionary implications of this conclusion are explored, including whether recursion arose in continuity with, or as a discontinuity from, other species. Furthermore, special attention is given to traits and dynamics shared by species with complex communication systems, with an emphasis on the central role of sociality – a common feature in all such species, including humans. These findings are then related back to theoretical models of language evolution, identifying the most compelling elements of each and attempting to reconcile their differences. Consequently, a speculative account of language evolution is proposed, one that acknowledges the interplay of: (1) a genetically determined biological endowment; (2) experience and social interaction; and (3) gradual development over time. It is hoped that this work will serve both as a resource for researchers investigating linguistic capacities in nonhuman animals and as a guide through the complex and multifaceted debate surrounding the nature and evolution of language.

Il linguaggio umano è uno dei fenomeni più complessi del regno animale, e la sua origine e la sua evoluzione rimangono poco chiare. Alcuni studiosi (ad es. Berwick e Chomsky 2016) ritengono che le sue proprietà fondamentali siano unicamente umane, e scaturiscano da una singola mutazione molto favorevole, che rappresenta un balzo evolutivo in discontinuità con il percorso delle altre specie. Altri studiosi (ad es. Tomasello 2008) propongono che il linguaggio si sia evoluto gradualmente e in continuità con altri animali, suggerendo che i suoi tratti principali possano essere presenti in specie diverse dall’uomo, in forme più rudimentali. Secondo Chomsky (2001), la proprietà più importante alla base del linguaggio è l’operazione merge, che genera strutture sintattiche gerarchiche e complesse combinando ricorsivamente due elementi alla volta. Berwick e Chomsky (2019) sostengono che il merge non si possa separare dalla ricorsività, costituendo dunque un tratto “tutto o niente”, in cui le combinazioni sono sempre potenzialmente infinite. Tuttavia, Rizzi (2016) suggerisce che il merge abbia diversi livelli di complessità. La forma più semplice, definita merge-1, consiste nella combinazione non ricorsiva di due unità dotate di significato (ad es. mela rossa). Negli ultimi vent’anni, vari studi sulla comunicazione e sulla cognizione animale (ad es. Arnold e Zuberbühler 2006, Ouattara et al. 2009, Suzuki e Matsumoto 2022, Leroux et al. 2022) hanno identificato in certe specie di uccelli e primati delle combinazioni di richiami che si possono interpretare come forme di merge-1, mettendo dunque in discussione l’unicità umana di questo tratto.Questa tesi mira a portare chiarezza nel dibattito sull’evoluzione del linguaggio, comparando le teorie che derivano dalle prospettive opposte di unicità e non unicità, e individuando quali proprietà fondamentali del linguaggio siano realmente uniche (se ve ne sono), e quali siano condivise con altre specie. Sebbene il merge rappresenti il focus dell’analisi, si considerano anche altre proprietà rilevanti, che vengono classificate in caratteristiche linguistiche e non linguistiche. Le caratteristiche linguistiche includono proprietà relative alla struttura, al significato, e all’uso contestuale dei segnali; le caratteristiche non linguistiche si riferiscono ai tratti di dominio generale (come organizzazione cerebrale, cognizione, struttura sociale e comportamenti) che, nonostante non siano propriamente linguistici, sono fondamentali per lo sviluppo e il funzionamento del linguaggio. La letteratura relativa agli studi su animali in natura e in cattività viene quindi analizzata per verificare la presenza o l’assenza di queste caratteristiche, con un’attenzione particolare ai cetacei, fra cui spiccano i delfini dal naso a bottiglia. Questi animali presentano una combinazione di complessità cognitiva e produzione vocale avanzata che è raro trovare in animali diversi dall’uomo (ad es. i primati mostrano abilità cognitive sviluppate ma hanno sistemi di produzione vocale limitati). L’analisi indica che diverse caratteristiche cruciali per il linguaggio sono presenti in altri animali, fra cui – apparentemente – anche la capacità di combinare unità dotate di significato, in un’operazione simile al merge-1. Tuttavia, queste combinazioni sono limitate a due elementi, indicando l’assenza di ricorsività. Altre proprietà assenti in specie diverse dall’uomo – come produttività, struttura gerarchica, lessico esteso – sembrano dipendere da operazioni ricorsive. Di conseguenza, la distinzione fondamentale fra gli umani e gli altri animali non si troverebbe nell’abilità di produrre semplici operazioni combinatorie binarie, ma piuttosto nella capacità di applicare ricorsivamente queste operazioni per un numero illimitato di volte. Le implicazioni evolutive di questa conclusione vengono discusse, fra cui la possibile origine della ricorsività, in continuità o in discontinuità con le altre specie. Inoltre, viene dedicata particolare attenzione ai tratti e alle dinamiche condivise dalle specie dotate di sistemi di comunicazione complessi, con un’enfasi sul ruolo centrale della socialità – una caratteristica presente in tutti questi animali, inclusi gli umani. Queste osservazioni vengono quindi applicate ai modelli teorici sull’evoluzione del linguaggio, individuando gli elementi più convincenti di ciascuna prospettiva e tentando di conciliare le differenze. Infine, viene proposta una ricostruzione speculativa sull’origine del linguaggio umano, che tiene in considerazione l’interazione dei fattori: 1) una dotazione biologica geneticamente determinata; 2) il ruolo dell’esperienza e dell’interazione sociale; 3) uno sviluppo graduale nel tempo. Si spera che questo lavoro possa servire sia come risorsa per i ricercatori che vogliono esplorare le capacità linguistiche degli animali, sia come guida al complesso e variegato dibattito relativo alla natura e all’origine del linguaggio.