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Mittwoch, 27.07.2016
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Delfine nutzen Zweifach-Sonar

Zwei verschiedene, gelichzeitig ausgesendete Ultraschallbündel präzisieren Ortung

Dass Delfine hochfrequente Ultraschallwellen zur Echoortung nutzen, war bekannt. Jetzt haben Forscher aber entdeckt, dass die Meeressäuger nicht nur einen, sondern gleich zwei Ultraschallbündel gleichzeitig ausstoßen können. Frequenz und Richtung der Bündel sind dabei leicht verschieden, was die Lokalisierung ihrer Beute erleichtert. Diese jetzt in der Fachzeitschrift „Biology Letters“ veröffentlichte Entdeckung heizt auch die Diskussion um den Mechanismus der Schallerzeugung bei Delfinen neu an.
Josefin Starkhammar mit Delfin

Josefin Starkhammar mit Delfin

Delfine und Schweinswale setzen die Echoortung für die Jagd und zur Orientierung. Indem sie hochfrequente Ultraschallsignale aussenden, können sie anhand des Echos dieser Wellen erkennen, wo und welches Objekt sich in ihrer Nähe befindet. Doch obwohl diese Fähigkeit der Delfine seit den 1960er Jahren erforscht wird, ist bis heute unklar, wie genau die Tiere den Ultraschall produzieren. Jetzt hat ein amerikanisch-schwedisches Forscherteam entdeckt, dass die Delfine nicht nur einen, sondern gleich zwei Schallwellenbündel parallel abgeben können. Das wiederum gibt wichtigen Aufschluss über die mögliche Erzeugung der Wellen.

Messung mit 47 gekoppelten Hydrophonen


Um die Ultraschallpulse der Meeressäuger möglichst genau und vollständig auffangen zu können, entwickelte das Forscherteam, zu dem neben Biologen auch auf Unterwassertechnik spezialisierte Ingenieure gehörten, ein völlig neues Instrument. Die Kombination aus 47 miteinander gekoppelten Hydrophonen erleichtert die Lokalisierung der Signale. „Das ist zurzeit eines der besten Instrumente weltweit, um den Ultraschall der Delfine im Wasser einzufangen“, erklärt die Ingenieurin Josefin Starkhammar von der Universität Lund.

Zwei verschiedene Ultraschallbündel gleichzeitig


Eingesetzt wurde die neue Technik unter anderem an Delfinen im schwedischen Kolmården Wildpark. Dabei zeigte sich, dass die Tiere zwei Bündel von Ultraschalwellen simultan abgeben. „Die Schallwellenbündel haben unterschiedliche Frequenzen und können in verschiedene Richtungen ausgesendet werden”, erklärt Starkhammar. „Der Vorteil daran ist vermutlich, dass der Delfin so ein Objekt präziser lokalisieren kann.“ Besonders dort, wo die Randbereiche der Wellenbündel überlappen, könnte die Ortung eines Beutetieres so erleichtert werden.


Schnitt durch den Kopf eines Delfins, mit Beschriftung von für die Echoortung relevanten Bildelementen

Schnitt durch den Kopf eines Delfins, mit Beschriftung von für die Echoortung relevanten Bildelementen

„Die Ergebnisse heizen auch die ohnehin heftige Diskussion über die Erzeugung des Echoortungs-Schalls weiter an“, erklärt Starkhammar. Denn bisher sind zwei Organe, die so genannten Stimmlippen, beim Delfin bekannt, die den Schall erzeugen könnten und ihn über die fettgefüllte „Melone“ in der Stirn des Tieres nach außen leiten. Nach Ansicht der Forscherin könnte jedes Schallbündel jeweils von einem der beiden bekannten Quellen erzeugt werden. Allerdings galt bisher nur eines der beiden überhaupt als aktiv. Eine andere Erklärungsmöglichkeit wäre die Aufspaltung des ursprünglich einen Wellenbündels durch Reflektion an den komplexen Strukturen im Kopf des Delfins. Was davon zutrifft, müssen nun weitere Forschungen zeigen. (Biology Letters, 2011; doi: 10.1098/rsbl.2011.0396)
(Lund Universität, 09.06.2011 - NPO)