Durch die Dunkelheit des Ozeans gleiten leuchtende Punkte, die vor der Unendlichkeit der Tiefen wie Sternenbilder am Nachthimmel wirken. Erst langsam gewinnt ein massiger Körper Kontur: ein Walhai. Seine einzigartige Haut könnte jetzt die Lösung für Grundproblem der Walhai-Forschung sein.

Das größte Problem bei der Erforschung der Walhaie war bisher, dass die Forschungsergebnisse nur selten an Einzeltieren festgemacht werden konnten. Es gab schlicht kaum Möglichkeiten die Individuen zweifelsfrei zu identifizieren. Ein Vergleich der Rückenfinnen, wie bei Haien oder Delphinen, schied zur Identifizierung aus, da die Walhaie dafür nicht oberflächennah genug schwimmen. Auch die Markierung mit Nummern oder Satelliten-Sendern an Haken war unmöglich, weil sich die 20 Meter langen Riesen-Fische dafür kaum in einem Netz fangen ließen und außerdem so schnell verschwanden, wie sie aufgetaucht waren.

Walhaie sehen aus wie schwimmende Sternbilder © ECOCEAN

Die bislang sinnvollste Methode zur Identifizierung sind Fotos der Walhaie. Die Grundlage für die Bestimmung ist klar: das Punktemuster. Die Anordnung ist so individuell wie ein Fingerabdruck bei Menschen, kein Tier hat dasselbe Muster.

Mit den Fotos einzelner Walhaie legte Brad Norman vom Ningaloo Marine Park in Australien nach und nach eine Datenbank an, wo er die Größe, das Geschlecht und den Ort der Begegnung eintrug. Hatte der Meeresbiologe oder ein Kollege wieder ein Unterwasser-Foto geschossen, setzte er sich vor seine Sammlung und verglich Punkt für Punkt die „Fingerabdrücke“. Doch je größer die Datenbank wurde, desto aufwändiger war die Suche nach einer Übereinstimmung. Nun bestand die Schwierigkeit der Meeresbiologen darin, dass die Identifizierung der Walhaie zu zeitaufwendig und anfällig für menschliche Fehler wurde.

Jeder Walhai ein eigener Sternenhimmel
So ein methodisches Problem kannte Zaven Arzoumanian schon lange. Normalerweise arbeitet der Astronom für das Goddard Raumflugzentrum der NASA und beschäftigt sich mit Sternenbildern, die beispielsweise das Satelliten-Teleskop Hubble in den Weiten des Universums beobachtet. Dabei fiel Arzoumaniam auf, dass sein tägliches Werkzeug vielleicht die Lösung für ein Problem der Walhaiforschung sein könnte.

Bei der Beobachtung der Sternenhimmel, fotografiert das Hubble-Teleskop immer wieder die gleichen Konstellationen. Ob in der Anordnung ein neuer Punkt auftaucht, oder sich die Sterne zueinander verschoben haben, muss ein Vergleich des neuen Bildes mit Aufnahmen aus der Datenbank zeigen. Zu diesem Zweck schrieb Edward Groth 1986 einen Algorithmus, der die Position der Sterne auf dem neuen Foto den bekannten Daten gegenüberstellt. Fast zwei Jahrzehnte später fällt es Arzoumanian wie Schuppen von den Augen: Walhaie sind wie Sternbilder, jeder Punkt entspricht einem Stern.

Sternenbilder werden vom Hubble-Teleskop vermessen © NASA

In Zusammenarbeit mit Brad Norman und dem Programmierer Jason Holmberg begann der Astronom den Sternen-Algorithmus an die Punktemuster der Walhaie anzupassen. Ziel sollte sein, dass ein Computerprogramm in Minutenschnelle ein neues Walhai-Foto mit den Bildern von Norman’s Datenbank vergleichen kann. Durch die Identifikation könnten die wissenschaftlichen Beobachtungen endlich über die Entwicklung eines bestimmten Walhais Auskunft geben.

Das erste Problem beim elektronischen Vergleich der Fotos entsteht bereits bei den Bildern selbst. Da die Walhaie nicht gerade für ihre Portraits posieren, sind die Unterwasser-Fotos oft aus unterschiedlichen Perspektiven aufgenommen. Daher ist der erste Schritt des Computerprogramms, die Rotation der Bilder zu korrigieren und sie in eine einheitliche Position zu drehen. Als Zweites erhöht es den Kontrast, um die hellen Punkte stärker von der dunklen Haut und dem blauen Wasser abzuheben. Daraufhin konzentriert sich der Vergleich nach Norman’s Methode auf den Ausschnitt des Punktemusters vor der Brustflosse, die aussagekräftigste „Sternenkonstellation“.

Von dem ursprünglichen Foto des Walhais ist jetzt nur noch ein dunkles Feld mit hellen Punkten übrig, das mit den anderen Bildern aus der Sammlung verglichen wird. Dazu verbindet das Computerprogramm jeweils drei helle Punkte zu einem Dreieck und filtert diese nach bestimmten Winkelgrößen und Seitenlängen aus. Für jedes der gewählten Dreiecke berechnet das Programm die durchschnittliche Seitenlänge und einen Kosinus. Der Algorithmus vergleicht diese beiden Werte mit den Dreiecks-Werten der Punktemuster aus der Datenbank und sucht nach einer Übereinstimmung.

Alte Bekannte treffen neue Freunde

	Fotos von der Seite eignen sich besonders zum Vergleich © ECOCEAN / Brad Norman

Als die Wissenschaftler erstmals das Programm auf die elektronische ECOCEAN-Datenbank von Norman los ließen, wurden über 100 bisher unerkannt gebliebene Fotos zusammengeführt. So erfuhr Jason Holmberg, dass der Walhai A-268, den er am 12.6.2002 am Ningaloo Riff gesehen hatte, derselbe ist, den seine Fotografin Suzy Quasnichka am 19.6.2003 wieder dort aufgenommen hatte. Damit die Wiederkehr des Tieres bewiesen werden und dem Foto von damals neue Informationen hinzugefügt. Denn durch die längere Beobachtung beim zweiten Mal konnten die Wissenschaftler auch die Größe, das Geschlecht und eine Narbe an der rechten Brustflosse notieren.

Die Möglichkeiten der Datenbank liegen auf der Hand. Durch die Identifikation der einzelnen Walhaie können Meeresbiologen gezielt Informationen zum Überleben, zur Bestandsaufnahme, zum Wanderverhalten und vielem mehr sammeln. Nicht nur die wissenschaftliche Erforschung der Riesen wird damit vorangetrieben, sondern auch der nachhaltige Schutz der Spezies. Die IUCN stuft die Walhaie auf ihrer Roten Liste bereits als vom „Aussterben bedroht“ ein. Damit die Artenschutz-Programme ihre Projekte besser auf das Verhalten der Walhaie zuschneiden können, sind die Daten von weltweiten Sichtungen und Untersuchungen besonders wichtig.

Mittlerweile haben Taucher und Meeresbiologen knapp 1.500 Walhai-Sichtungen aus 27 Ländern in der ECOCEAN-Datenbank eingetragen. Dafür haben Forschungsstationen wie Deep Blue Utila in Honduras und die Marine Conservation Society auf den Seychellen, sowie Wissenschaftler wie Rachel Graham aus Belize und Werner Mischler von den Malediven ihre Bilder beigesteuert. Mit dem erhofften Erfolg: Durch den Fotovergleich wurde das Wanderverhalten von Walhaien etwa zwischen Honduras und Belize eindeutig nachgewiesen.

Damit zahlt sich das neue Programm bereits aus. Jedoch um die Lücken im Beobachtungsraum möglichst klein zu halten, hofft das Non-Profit Projekt auf Hilfe. Seit die Datenbank online für Internet-Nutzer zugänglich ist, rufen die Wissenschaftler jeden Walhai-Fan dazu auf, die persönlichen Schnappschüsse der Tiere mit allen bekannten Informationen hochzuladen.