Bildergebnis für porpoise

Schweinswal (Wikipedia)

Viele Delphinartige sind bekannt für ihre Geselligkeit in größeren Gruppen und ihre auch für Menschen hörbare Kommunikation. Warum sind die kleinen Schweinswale weniger stimmgewaltig als ihre eng verwandten Vettern, die Großen Tümmler? Die dänische Bioogin Pernille Meyer Sørensen hat ihre Master-Arbeit über die akustische Kommunikation von Schweinswalen geschrieben und eine Theorie dazu entwickelt.
Für die Echoortung setzen alle Zahnwale Klicks ein, die soziale Kommunikation umfasst meist zusätzlich auch ein großes Lautrepertoire an Pfiffen. Klicks sind kurze klickende Lautpulse, die in Serien abgegeben werden. Pfiffe sind sehr variabel in ihrer Tonhöhe und Länge und wesentlich ausdrucksstärker.

Der weit verbreitete Große Tümmler (Tursiops truncatus) ist der meist untersuchte Delphin der Weltmeere, sein umfassendes Lautrepertoire sowie langfristige soziale Bindungen und vielfältige Interaktionen machen ihn zu einem besonders beliebten Studienobjekt. Dazu kommt noch, dass viele Populationen küstenah in flachen Gewässern nahe menschliche Ansiedlungen leben, wie etwa in Sarasota Bay.
So war und ist es realisierbar, diese Kleinwale mit dem vermeintlichen Dauergrinsen und dem Flipper-Image über Jahrzehnte hinweg zu studieren, sie über natürliche Markierungen individuell wiederzuerkennen und so ihr soziales Beziehungsgeflecht auf verschiedenen Ebenen und über einen langen Zeitraum hinweg zu verfolgen.
Viele Wissenschaftler meinen, dass zwischen dem komplexen Sozialverhalten und der komplexen Kommunikation eine enge wechselseitige Abhängigkeit der Ko-Evolution besteht, etwa durch die Ausbildung von individuellen Unterschriftspfiffen (individually specific signature whistles), die ein langfristiges Wiedererkennen und damit die enge Mutter-Kalb-Beziehung und den Zusammenhalt in einer Gruppe ermöglichen.

Im Kontrast dazu stehen andere Zahnwale wie etwa die Schweinswale (Phocoena phocoena), die Zwergpottwale (Kogia), und Delphine der Gattungen Cephalorhynchus (Schwarz-Weiß-Delphine) und Lagenorhynchus (Kurzzschnauzen-Delphine), die in kleinen Gruppen leben, in denen akustisch vermittelte Interaktionen mit Artgenossen weniger üblich zu sein scheinen. Oder schienen.

Klick statt Quietsch-Pfiff

Trotz der engen Verwandtschaft haben Delphine und Schweinswale offenbar eine konvergente Evolution in der Akustik eingeschlagen, ein Lautrepertoire, das nur aus Klicks besteht. Diese Arten produzieren keine Pfiffe, sondern ausschließlich narrow-band high-frequency (NBHF) clicks – NBHF-Spezies nennen die Walforscher sie.
Der Grund dafür könnten Schwertwale (Orcinus orca) sein!
Sørensens Arbeitshypothese lautet: Die NBHF-Arten produzieren Klicks oberhalb des Hörvermögens von Orcas, um nicht die Aufmerksamkeit dieser marinen Top-Prädatoren zu erwecken. Schließlich stehen kleinere Delphinartige wie Schweinswale (auch) auf deren Speiseplan. Schweinswale und die anderen NHBF-Arten ziehen eher allein oder in kleinen Gruppen durch die Meere und wären so besonders leichte Beute für Orcas. Statt also in großen Gruppen Deckung zu suchen, ist ihre Verteidigungsstrategie die scheinbare Funkstille – eine getarnte Akustik.

Bisher hat es nur sehr wenige Untersuchungen des Lautrepertoires von NBHF-Arten gegeben. Eine Studie an Schweinswalen in Gefangenschaft hatte ergeben, dass die Kleinwale auf Playbacks von Klick-Folgen mit hoher Wiederholungsrate (high-repetition rate click trains) verschiedene Reaktionen bis hin zu Fluchtverhalten hervorrufen. Zwei andere Studien zeigten ebenfalls, dass diese Klickfolgen im Zusammenhang mit spezifischen Verhaltensweisen stehen. Das sind starke Hinweise darauf, dass Schweinswale in Gefangenschaft solche Klickfolgen zur Kommunikation einsetzen.
Unklar war bis jetzt, ob dieser Zusammenhang zwischen  der Akustik und dem Verhalten auch bei Tieren in freier Wildbahn besteht.
Insgesamt ist über das Sozialerhalten dieser kleinen Zahnwale noch nicht viel bekannt, obwohl sie nicht selten sind. Es  sieht so aus, als ob sie in kleinen Gruppen – oft nur aus Mutter und Kalb bestehend – und vielen eher einzelnen Tieren bestehen. Beobachtungen aus Aquarien haben allerdings gezeigt, dass auch erwachsene Weichen enge und lange Beziehungen eingehen können.
(Dieses vermeintliche Einzelgängertum kann allerdings auch ein Artefakt sein – Schweinswale sind über Jahrhunderte hinweg stark bejagt worden und leiden heute unter anthropogenen Störungen. Historische Quellen sprechen von größeren Gruppen. Niemand weiß etwas über die Bestandszahlen von vor 100 Jahren, wir wissen nur, dass „Braunfisch“ ein normaler Bestandteil der menschlichen Nahrung entlang der Küsten war  – Anmerkung meertext)

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Kommentare (25)

  1. #1 RPGNo1
    30. August 2018

    @Bettina Wurche
    Ein spannendes Thema. Danke schön.

    Allerdings verstehe ich diesen Satz nicht so recht:

    Trotz der engen Verwandtschaft haben Delphine und Schweinswale offenbar eine konvergente Evolution in der Akustik eingeschlagen, ein Lautrepertoire, das nur aus Klicks besteht.

    Heißt das im Umkehrschluss, dass nahe verwandte Zahnwalarten ansonsten eine unterschiedliche Kommunikationsstrategien entwickelt haben?

    • #2 Bettina Wurche
      30. August 2018

      @RPGNo1: Ja: Delphine: Klicken = Buzz (Echolokation) und Quietschen/Pfeifen = Calls (soziale Kommunikation). Schweinswale: unterschiedliches Klicken (Echolokation und soziale Kommunikation). Dann habe ich es offenbar nicht deutlich genug herausgearbeitet.

  2. #3 RPGNo1
    31. August 2018

    Alles klar, jetzt ist der Groschen gefallen.

    • #4 Bettina Wurche
      31. August 2018

      @RPGNo1: : ) Das Thema ist schon tricky, an dem Beitrag habe ich schon etwas länger geschrieben.

  3. #5 Braunschweiger
    1. September 2018

    Interessant zu lesen, dass die Lautmuster bei Zahnwalen und (insektenfangenden) Fledermäusen vergleichbar und sogar ähnlich sind. Mit einheimischen Fledermäusen habe ich mich mal naturschützerisch befasst. Tatsächlich unterscheidet man da zwischen Sozialrufen und Lauten der Echolokation, darunter einige speziell für die Jagd, zB. die Feeding-Buzzes zum finalen Anpeilen.

    Die Entwicklung der Sonarsysteme bei Fledermäusen und Zahnwalen müsste man dann wohl auch konvergent nennen (es sei denn, man findet einen gemeinsamen Vorfahren, bei dem dies auch schon entwickelt war?). Müsste man nicht eher, wenn im Vergleich versch. näher verwandeter Wale dieselben Organe in analoger Weise genutzt werden, aber unter Einhaltung verschiedener Muster, von einer divergenten Entwicklung sprechen? (Oder ich verstehe Divergenz hier falsch.)

    Was macht das Fragezeichen in der zweiten Bildunterschrift? Wobei ich gefunden habe, dass dies genauso in der Beschreibung des Wikimedia-Bildes steht. Der Text besagt, dass ein “Hafen-Meerschwein [Schweinswal] aus dem Wasser herausspingt …”. Das ist die Übersetzung des englischen Harbor porpoise, wofür man im deutschen wie im dänischen soviel wie Gemeiner Schweinswal sagt. Die Biologin müsste doch erkennen, ob das für das abgebildete Tier auch zutrifft.

    • #6 Bettina Wurche
      1. September 2018

      @Braunschweiger: Danke für die Ergänzung des Fledermaus-Biosonars.
      Die Fähigkeit zur Echolokation hängt eng mit der Entwicklung des leistungsstarken Säugetierohr zusammen, die Fähigkeit muss sehr basal angelegt sein. Nachgewiesen ist zumindest eine basale Echolokation auch bei Spitzmäusen, Tenreks und einigen anderen Insektenfressern (die früher als Insectivora klassifiziert wurden).
      https://de.wikipedia.org/wiki/Echoortung_(Tiere)
      Insofern würde ich eher sagen, dass sich ein basales Merkmal bei Walen und Fledermäusen besonders bevorzugt weiterentwickelt hat, während es bei anderen Säugern vielleicht eher latent vorhanden ist.
      Blinde Menschen können übrigens lernen, sich selbst mit Klicks zu orientieren – ein Zungenschnalzen wird zum Klick.
      Das Fragezeichen in der 2. Bildunterschrift habe ich exakt so mit dem Bild übernommen, das korrekte Zitat ist mir wichtig. Abgesehen davon ist das zu 100 % ein Gemeiner Schweinswal (Phocoena phocoena).

  4. #7 tomtoo
    1. September 2018

    @Braunschweiger
    Extrem spannendes Thema. Wie ist das bei Flederäusen. Evtl. sind die Lautmuster ja auf Orientierung optimiert. Und ähnliche Muster tatsächlich Koevelution?

  5. #8 tomtoo
    1. September 2018

    Arrg natürlich nicht Koevelution. Wie nennt man das wenn sich Dinge unabhängig aus gewissen Gründen gleich entwickeln?

    • #9 Bettina Wurche
      1. September 2018

      @tomtoo: Konvergent : )

  6. #10 tomtoo
    2. September 2018

    @Bettina,@Braunschweiger
    Vielen Dank! Hab ich gestern(war spät) nicht mehr gefunden.
    Naja, die Frage bleibt ja wenn sich diese Suchlautpattern zur Echolokalisation zwischen Fledermäusen und bestimmten Walarten ähneln, ob es sich da um konvergente Evolutin handeln könnte?

    • #11 Bettina Wurche
      2. September 2018

      @tomtoo: Verdammt gute Frage. Ich könnte mir vorstellen, dass Echolokation aufgrund der säuger-spezifischen Ohr-Struktur ein eher basales Merkmal ist. Wie sich das dann weiterentwickelt hat, dürfte etwa bei Fledermäusen und Walen konvergent sein. Die Lauterzeugung und die Lautrezeption sind ja bei diesen beiden Tiergruppen grundsätzlich unterschiedlich. Das Lautmuster wird durch die Annäherung und zielgenaue Navigation beim Greifen der Beute vorgegeben, darum haben beide die gleichen oder ähnlichen Lautmuster. Das habe ich aber nicht recherchiert, sondern gerade so überlegt, als meine Arbeitshypothese : )

  7. #12 stone1
    2. September 2018

    Sehr interessanter Artikel, das mit der getarnten Mäusesprache wusste ich auch nicht. Immer wieder faszinierend was die Evolution so hervorbringt, auch die Effizienz dabei. Dass tatsächlich nur erwachsene Katzen diese Mauslaute nicht hören können, junge aber schon weil sie eh keine ernste Gefahr sind, das ist schon ziemlich ausgefeilt.
    Ganz schön gefinkelt von Jerry und den anderen kleinen Rackern.

  8. #13 tomtoo
    3. September 2018

    @Bettina
    Danke, das war genau meine Denke.

  9. #14 Braunschweiger
    3. September 2018

    @Bettina W: #6 + #11
    Danke! Exaktheit ist in der Wissenschaft immer gut, und ich denke man kann in dem Fall dann sprachlich nichts falsch machen.

    Bei der Unterschrift des angegebenen Bildes war der Autor wohl unsicher; der angegebene Name ist eine Übersetzung des englischen “Harbor Porpoise”. Bei der festgestellten Art wäre es im Dänischen dann der “Almindelig marsvin”, also eben Gem. Schweinswal. Übrigens besagt die andere Bildunterschrift im dänischen Marsvin-Artikel, dass man Schweinswale selten über Wasser sieht, ausgenommen die trainierten. In Kerteminde (s. Bild) ist offenbar eine Forschungsstation.

    Vielleicht gehört seltenes Springen (anders als bei Delphinen?) auch mit zur Tarnung?

    • #15 Bettina Wurche
      3. September 2018

      @Braunschweiger: Ich habe Schweinswale tatsächlich im Freiland nie hoch springen sehen, allerdings schwimmen sie im offenen Ozean wie Delphine im “Porpoising”-Stil, also unübersehbar. Aber richtig Springen scheint extrem selten zu sein. Deine Vermutung, dass sie wenig Aufmerksamkeit auf sich ziehen wollen, kann gut hinkommen. In Ost- und Nordsee sind sie vor Orcas mittlerweile recht sicher, aber die Großen Tümmler, die manchmal bis dort schwimmen, scheinen auf ihrem Weg immer ein paar Schweinswale totzuschlagen. Ob Große Tümmler die Schweisnwale hören können, weiß ich nicht.
      Kerteminde in Dänemark ist, wie Harderwijk in Holland, eines der wenigen Aquarien, die verletzte Schweinswale aufnehmen und dann auch trainieren (an der östlichen Ostseeküste gibt es weitere Institutionen, die ich aber nicht kenne). Das Training dient zur Beschäftigung der Tiere und als Vorbereitung für die tierärztliche Untersuchung und einen medizinischen Ernstfall, wie bei allen Meeressäugern in Aquarien.

  10. #16 Braunschweiger
    3. September 2018

    @Bettina W:
    Danke für die Info!   Meine Einschätzung zum Biosonar bei Fledermäusen siehe Folgendes.

    @tomtoo:
    Da wir eine schon recht lange Evolution bei Fledermäusen (und auch bei Walen) haben, ist doch anzunehmen, dass die verschiedenen Möglichkeiten des Biosonars an ihre Aufgaben angepasst sind, im Rahmen der physikalischen Voraussetzungen. Fledertiere nutzen den Sonar in ähnlicher Weise zur räumlichen Erkundung wie zur Jagd, mit kleinen Abweichungen. Dabei gibt es als Parameter die Aspekte der Klickfrequenz und der Rufraten bzw. Rufmuster. Von der Lautfrequenz bzw. deren Wellenlänge hängt die Größe erkennbarer Objekte ab. Die Rufwiederholrate ist nach oben durch den Energieaufwand und andere Physik begrenzt, nach unten dadurch, dass bei schnellem Flug ausreichend schnell Hindernisse erkannt werden müssen.

    Große Arten wie der Große Abendsegler oder Mausohren nutzen niedrigere Frequenzen (25 – 35 kHz) und langsamere Rufraten, kleinere Arten wie Wasser-, Zwerg- oder Mückenfledermaus höhere Frequenzen (40 – 55 kHz) und etwas schnellere Rufraten. Die artunterschiedlichen Rufmuster hängen aber auch von der Strukturierung der Flug- und Jagdumgebung ab (Rufgruppenmuster oder unvariables Stakkato). Ebenso von der Ruferzeugung letztlich mithilfe der Lunge, die im Takt des Flügelschlages arbeitet, also von Arm- und Brustmuskulatur abhängt.

    Große Arten erkennen und fressen große Insekten, kleine Arten die kleinen Insekten, bis hinunter zu winzigen Mücken. Zu deren Lokation bei der Jagd kommt hinzu, dass direkt vor dem Fang mit dem Maul ein Feeding-Buzz (eine schnelle Folge kurzer Rufe mit einer Rate bei ca. 10 Hz) abgegeben wird, um das Maul an die richtige Position zu manövrieren. Das erforderte schon eine gerichtete Evolution des Rufverhaltens (im Medium Luft). Dazu kommen noch unterschiedliche Entwicklungen nach Anatomie, da Hufeisennasen die Kehlkopflaute mit der Nase abgeben, alle anderen Fledermäuse über das geöffnete Maul. Rosettenflughunde erzeugen Klicks dagegen mit der Zunge.

    Ich würde also sagen, dass die Rufmuster an das “Wozu” und das “Womit” angepasst sind, wobei die Entwicklung innerhalb verschiedener Zweige der Fledertiere etwas divergent sind. Gibt es dann mit den Zahnwalen Ähnlichkeiten (und das in verschiedenen Medien!), würde ich die Entwicklung in diesem Vergleich konvergent nennen.

    • #17 Bettina Wurche
      4. September 2018

      @Braunschweiger: Vielen Dank für die sachkundigen Fledermaus-Fakts!

  11. #18 tomtoo
    4. September 2018

    @Braunschweiger
    Vielen Dank! Sehr spannend! Ich will auch sagen warum ich das so extrem spannend finde. Dieses Abtauchen in eine Welt in der man mit Hilfe der Akustik sieht. Also in eine aktive Welt. Ok, will erklären. Das sehen ist ja Biologisch passiv. Kenne jetzt kein Tier das Taschenlampen nutzt ausser der Mensch. Also Sender und Empfänger in einem. Und dann die Option Blinden, relativ einfach helfen zu können, je besser wir diese akustische Welt verstehen. Da ist doch extrem viel Erforschenswertes?!!!

    • #19 Bettina Wurche
      4. September 2018

      @Tomtoo: Einige Ameisen kleiden ihre Bauten mit bioluminiszenten Pilzen aus. Und Tiefseebewohner nutzen Bakterien-Taschenlampen, sogar mit An/Aus-Schaltern : )

  12. #20 tomtoo
    5. September 2018

    @Bettina
    Bei den Tiefsebewohnern dachte ich ja immer so mehr an gesehen werden, als das Licht zum sehen nutzen? Aber das mit den Ameisen ist mir absolut neu. Essbare, Leuchttapete? ; ))

  13. #21 Braunschweiger
    5. September 2018

    @tomtoo:
    Wenn dich der Fledermaussonar so interessiert, gibt es in deiner Umgebung bestimmt die Möglichkleit, Arbeitsgruppen zu besuchen oder eine Exkursion mitzumachen. Jetzt ist grad noch die richtige Zeit dafür; Batnight war Ende August. Der Raum Mannheim – Ludgwigshafen sollte groß genug dazu sein; zumindest gibt es Arbeitsgruppen in Heidelberg, Frankfurt und in Mayen hinter Koblenz. — Ich selbst habe Ultraschalldetektoren; man muss lange üben, aber es macht dann Spaß zuzuhören. Übrigens habe ich vergessen zu erwähnen, dass Fledermäuse auch Sozialrufe im manchmal hörbaren Bereich abgeben, bei Abendseglern recht eindrucksvoll.

    Die lichttapezierenden Ameisen sind mir auch neu, aber an Tiefseetiere hatte ich ebenfalls gedacht. Mir schien Licht da eher zum Anlocken oder zur Kommunikation zu dienen. Andererseits haben Kalmare mitunter riesige Augen, gerade um Restlicht noch sehen zu können.

    • #22 Bettina Wurche
      5. September 2018

      @Braunschweiger: Die Fledertiere fliegen uns hier um die Ohren, das Projekt Bat Detector steht auf der To do-Liste. Aber die ist halt lang….. Ohne technisches Equipment habe ich die Tiere allerdings noch nie gehört.

  14. #23 tomtoo
    5. September 2018

    @Braunschweiger
    Bei uns fliegen gerade jetzt um die Zeit direkt vor der Haustür so 1 bis x rum. Schwer die zu unterscheiden. ; ) Aber habe in der letzten Woche zweimal Kontakt in der Abenddämmerung gehabt. Phantastische Flieger.

  15. #24 Braunschweiger
    5. September 2018

    @Bettina W:
    Einen Bat Detector zu besorgen ist nicht das Thema. Ich empfehle den Magenta BAT5, oder einen Detektor von EAM oder (für etwas mehr Geld) von Pettersson; wer sich genauer damit befassen will, sollte ein Gerät mit Aufzeichnung und gedehnter Wiedergabe nehmen. In Südhessen gibt es irgendwo eine Arbeitsgruppe, oder als Ansprechpartner aus dem Raum Markus Dietz. In Frankfurt beispielsweise sind Quartiere und Jagdhabitate kartiert worden.

    Abendsegler produzieren gerade jetzt im Herbst gerade noch hörbare Balzrufe. Manche Menschen nehmen laute Fledermausrufe als leichtes Klick wahr, insbesondere die Feeding-Buzzes, die mit einer Rate von 10-20 Hz daherkommen.

    @tomtoo:
    Ja, unter Laternen gibt es auch in der Stadt Fledermäuse, die dort vom Licht angezogene Insekten jagen. Ein vielschichtiges Ergebnis der Lichtverschmutzung.

    Fledermausrufe (ins Hörbare transformiert) gibt es hier als Beispiele:
    NABU: https://www.nabu.de/tiere-und-pflanzen/saeugetiere/fledermaeuse/wissen/11385.html
    FMS Südhessen: https://www.fledermausschutz-suedhessen.de/praktisches/fledermausrufe.htm

  16. […] Dank an Bettina Wurche! Die Journalistin und Biologin hat auf ScienceBlogs/Meertext einen hochinteressanten Artikel über die Akustik der Schweinswale veröffentlicht, den ich auf […]