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Mittwoch, 07.12.2016
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Schon Urzeit-Wale jagten mit Sonar

28 Millionen Jahre altes Walfossil belegt erstaunliche frühe Echoortung bei Zahnwalen

Ob Delfin, Schweinswal oder Pottwal – sie alle jagen ihre Beute mit Sonar. Wann allerdings die Zahnwale dieses Sonarsystem erstmals entwickelten, war bisher unklar. Jetzt liefert ein Fossilfund die Antwort: Paläontologen haben in den USA den Schädel eines 28 Millionen Jahre alten Zahnwals entdeckt, der bereits typische Anpassungen an die Echoortung besitzt. Er belegt damit, dass diese komplexe Fähigkeit früher entstand als bisher angenommen, wie sie im Fachmagazin "Nature" berichten.
Der 28 Millionen Jahre alte Schädel von Cotylocara macei zeigt schon Anpassungen ans Sonar

Der 28 Millionen Jahre alte Schädel von Cotylocara macei zeigt schon Anpassungen ans Sonar

Zahnwale nutzen Sonar zur Beutejagd. Über spezielle Organe und Schädelstrukturen senden sie hochfrequente, stark fokussierte Pfeif- und Klicklaute aus, deren Reflexion ihnen verrät, wo sich ihr Ziel befindet. Diese Laute werden nicht mit dem Rachen erzeugt, sondern über spezielle Stimmlippen am Blasloch – also quasi der Nase der Meeressäuger. Eine hinter ihrer aufgewölbten Stirn sitzende Fettblase, die sogenannte Melone, bündelt und verstärkt die Töne.

Die Reflexion seiner Ortungstöne empfängt der Zahnwal mit dem speziell angepassten Unterkiefer: Er enthält fettgefüllte Kanäle, die den Schall ans Mittelohr weiterleiten. Dank dieser Anpassungen hat sich die Echoortung der Zahnwale zu einem hochsensiblen und komplexen System entwickelt. Ein neuer Fossilfund belegt nun, dass die Zahnwale dieses komplexe Sonarsystem schon früher entwickelt haben als bisher angenommen.

Fossilfund im Entwässerungsgraben


Jonathan Geisler vom New York Institute of Technology und seine Kollegen entdeckten das Relikt in einem Entwässerungsgraben im US-Bundesstaat South Carolina. Dort trat eine rund 28 Millionen Jahre alte Gesteinsschicht zutage, in der die Forscher das Fossil eines urzeitlichen Zahnwals fanden. Neben dem fast vollständigen Schädel umfasst der Fund drei Halswirbel und Teile von mindestens sieben Rippen.


Delfinähnlich: Rekonstruktion des fossilen Zahnwals Cotylocara macei

Delfinähnlich: Rekonstruktion des fossilen Zahnwals Cotylocara macei

Erste Untersuchungen zeigten, dass es sich um eine bisher unbekannte, sehr ursprüngliche Zahnwalart handelt. "Diese Art unterscheidet sich von allen bisher bekannten Walen und Delfinen", berichten die Forscher. Am Schädel des Relikts fanden die Wissenschaftler deutliche Indizien dafür, dass schon dieser frühe Zahnwal Echoortung zur Orientierung nutzte.

Nasenfurche und schiefer Schädel


So besaß der Cotylocara macei getaufte Urzeitwal eine tiefe Furche hinter den Nasenlöchern, in der die Stimmlippen für die Schallerzeugung gesessen haben könnten. Außerdem ist sein Oberkiefer besonders kräftig und lang ausgezogen. Ähnliches beobachtet man auch bei heutigen Zahnwalen, erklären die Forscher. Dieser Knochen bildet die Ansatzstelle für die kräftigen Muskeln, die Stimmlippen und Melone verformen und so den Echolaut kontrollieren und bündeln.

Hinzu kommt, dass der Schädel des Wals auffallend asymmetrisch ist: Einige Knochenstrukturen auf der rechten Seite sind deutlich größer als auf der linken. "Solche asymmetrischen Köpfe haben auch viele heutige Zahnwale", erklären Geisler und seine Kollegen. Vermutlich ist auch sie eine Anpassung an die Echoortung: Eine Nasenseite könnte mehr für das Atmen genutzt werden, die andere primär die Luft für das Sonar liefern. Cotylocara repräsentiert das älteste eindeutige Beispiel für eine zu diesem Zweck asymmetrische Kopfform bei Walen.

"Zusammen genommen liefern die Schädelmerkmale von Cotylocara überzeugende Beweise dafür, dass dieser Wal bereits eine Echoortung besaß", konstatieren die Forscher. Dieses komplexe Verhalten sei damit früher entstanden als bisher angenommen. Schon kurz nach der Entstehung der Zahnwale vor 34 bis 30 Millionen Jahren müssen diese mit Hilfe von Sonar in den Urmeeren gejagt haben. (Nature, 2014; doi: 10.1038/nature13086)
(Nature, 13.03.2014 - NPO)
 
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