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Menschen erzählen seit Jahrtausenden Geschichten über seltsame Unterwassergeräusche, aber es dauerte bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts, bis Wissenschaftler eine der Ursachen ausfindig machten: Wale, die im Blauen singen, pfeifen und quietschen.
Die Art und Weise, wie manche Wale diese Geräusche erzeugen, ist bis heute ein Rätsel. A Studie veröffentlicht am Mittwoch in der Zeitschrift Nature bringt eine neue Erklärung vor, die dank einer Vorrichtung entdeckt wurde, die Luft durch die Stimmkästen von drei toten Walen drückte.
Der Kehlkopf oder Kehlkopf ist ein uraltes Organ. „Es entstand, als Fische aus dem Meer krochen und Tiere eine Möglichkeit brauchten, die Luft, die sie atmen, von der Nahrung, die sie zu sich nehmen, zu trennen“, sagte Coen Elemans, Autor der Studie und Professor für Biologie an der Universität von Süddänemark.
Der Kehlkopf funktioniert wie eine Vorkammer zur Luftröhre oder Luftröhre, wobei ein Gewebelappen namens Epiglottis verhindert, dass Speisen und Getränke in die Luftröhre fallen. Etwas unterhalb der Epiglottis haben Säugetiere zusätzliche Gewebefalten entwickelt, sogenannte Stimmbänder oder Stimmlippen, die Geräusche erzeugen, wenn die aus der Lunge ausgeatmete Luft sie zum Vibrieren bringt.
Als die an Land lebenden Vorfahren der Wale wieder im Meer lebten, „mussten sie grundsätzlich den Kehlkopf wechseln, denn wenn diese Tiere an der Oberfläche atmen, müssen sie sehr schnell viel Luft ausstoßen“, sagte Dr. Elemans. Stimmlippen wie bei Landsäugetieren könnten störend sein.
Zahnwale nutzen wie Pottwale und Delfine ihren Kehlkopf wie einen Korken, um ihre Atemwege zu verschließen; Stattdessen entwickelten sie eine Möglichkeit, Geräusche in ihren Nasenhöhlen zu erzeugen. Wissenschaftler vermuteten jedoch, dass filterfressende Bartenwale, einschließlich der musikalische Buckelwale und das riesige Blauwalebenutzen immer noch ihre Sprachboxen.
Diese Wale sind zu groß, um in Gefangenschaft gehalten zu werden, und neigen dazu, den Großteil ihrer Lautäußerungen zu tief unter Wasser zu machen, als dass Taucher Ultraschall- oder MRT-Daten sammeln könnten. Stattdessen untersuchten Dr. Elemans und seine Kollegen das Nächstbeste: frisch konservierte Stimmkästen, die von drei Bartenwalen präpariert wurden, die nach der Strandung an Land gestorben waren, zwei in Dänemark und einer in Schottland. Einer war ein Buckelwal, einer ein Zwergwal und der letzte ein Sei.
Die Forscher befestigten die zwei Fuß langen Stimmkästen der Wale an einer Reihe von Rohren und pumpten Luft durch sie. Die Sprachboxen gaben zunächst keinen Ton von sich. Doch als die Forscher den Kehlkopf so veränderten, dass ein damit verbundenes Fettpolster gegen die Stimmlippen vibrierte, war das Labor mit den Geräuschen eines lautstarken Wals erfüllt.
Was die Aufregung unter den Forschern im Labor angeht: „Auf einer Skala von eins bis zehn war es eine 11“, sagte W. Tecumseh Fitch, Autor der Studie und Professor für Kognitionsbiologie an der Universität Wien. Diese Art der Tonerzeugung, bei der Luft zwischen einem Fettpolster und den Stimmlippen gepresst wird, wurde noch nie bei einem anderen Tier beobachtet.
Joy S. Reidenberg, Professorin für Anatomie an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai, die nicht an der Studie beteiligt war, sagte, dass das Experiment „unsere Sichtweise auf die Entstehung von Geräuschen bei diesen Walen verändert und uns vielleicht einen Mechanismus zeigt.“ die die Wale nutzen könnten, um mehr als ein Geräusch gleichzeitig zu machen.“
Sie wies darauf hin, dass die Studie durch die geringe Anzahl der für die Analyse verfügbaren Walstimmen begrenzt sei und dass es sinnvoll sein könnte, eine größere Anzahl von Exemplaren zu untersuchen, insbesondere erwachsene männliche Buckelwale, die komplexe Gesänge produzieren.
Die Forscher erstellten außerdem digitale Modelle, um zu untersuchen, wie sich Einschränkungen der Lungenkapazität und des Wasserdrucks darauf auswirken könnten, wo und wie die Wale ihre Laute aussprechen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Wale nur in flacheren Gewässern Laute äußern. Leider kann hier auch Lärm durch menschliche Aktivitäten wie die Schifffahrt die Lautäußerungen der Wale beeinträchtigen.
Christopher W. Clark, emeritierter Professor für Neurobiologie und Verhalten an der Cornell University, der nicht an dem Projekt beteiligt war, sagte, dass die Komplexität der Schallübertragung unter Wasser darauf hindeutet, dass die Kommunikationsfähigkeit der Wale durch den Schiffslärm möglicherweise nicht ganz so stark beeinträchtigt sei wie bei den neuen Walen Studie legt nahe.
Und, sagte er, die Studie biete ein „Wegweiser“, der darauf hinweist, worauf sich Forscher konzentrieren sollten, um herauszufinden, wie und wo Wale tatsächlich miteinander kommunizieren.
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