Jeder weiß, dass Fledermäuse und Delfine Ultraschall aussenden. Warum wird das benötigt und wie funktioniert es? Mal sehen, was Echoortung ist und wie sie Tieren und sogar Menschen hilft.
Was ist Echoortung
Echolokalisierung, auch Biosonar genannt, ist ein biologisches Sonar, das von mehreren Tierarten verwendet wird. Echolokalisierende Tiere strahlen Signale in die Umgebung aus und hören auf die Echos dieser Rufe, die von verschiedenen Objekten in ihrer Nähe zurückgesandt werden. Sie verwenden diese Echos, um Objekte zu finden und zu identifizieren. Die Echoortung wird zur Navigation und zur Nahrungssuche (oder Jagd) in einer Vielzahl von Umgebungen verwendet.
Funktionsprinzip
Echolokalisierung ist dasselbe wie aktives Sonar, das vom Tier selbst erzeugte Geräusche verwendet. Die Entfernungsmessung erfolgt durch Messen der Zeitverzögerung zwischen der eigenen Schallemission des Tieres und etwaigen Echos, die aus der Umgebung zurückkommen.
Im Gegensatz zu einigen von Menschen hergestellten Sonaren, die auf extrem schmale Strahlen und mehrere Empfänger angewiesen sind, um ein Ziel zu lokalisieren, basiert die Tier-Echoortung auf einem und zwei SendernEmpfänger (Ohren). Die zu den beiden Ohren zurückkehrenden Echos treffen je nach Position des sie erzeugenden Objekts zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlichen Lautstärken ein. Zeit- und Volumenunterschiede werden von Tieren genutzt, um Distanz und Richtung wahrzunehmen. Mit der Echoortung kann eine Fledermaus oder ein anderes Tier nicht nur die Entfernung zu einem Objekt erkennen, sondern auch seine Größe, um welche Art von Tier es sich handelt und andere Merkmale.
Fledermäuse
Fledermäuse nutzen die Echoortung zur Navigation und Nahrungssuche, oft in völliger Dunkelheit. Sie tauchen normalerweise in der Dämmerung aus ihren Schlafplätzen in Höhlen, Dachböden oder Bäumen auf und jagen nach Insekten. Dank der Echoortung sind Fledermäuse in einer sehr vorteilhaften Position: Sie jagen nachts, wenn es viele Insekten gibt, es gibt weniger Konkurrenz um Nahrung und es gibt weniger Arten, die die Fledermäuse selbst erbeuten können.
Fledermäuse erzeugen Ultraschall durch ihren Kehlkopf und strahlen Geräusche durch ihren offenen Mund oder, viel seltener, durch ihre Nase aus. Sie geben Töne im Bereich von 14.000 bis über 100.000 Hz ab, meist außerhalb des menschlichen Ohrs (der typische menschliche Hörbereich beträgt 20 Hz bis 20.000 Hz). Fledermäuse können die Bewegung von Zielen messen, indem sie Echomuster von einem speziellen Hautfleck im Außenohr interpretieren.
Bestimmte Fledermausarten verwenden Echoortung in bestimmten Frequenzbändern, die ihren Lebensbedingungen und Beutearten entsprechen. Dies wurde manchmal von Forschern verwendet, um die Fledermausarten zu identifizieren, die das Gebiet bewohnen. Sie einfachzeichneten ihre Signale mit Ultraschallrecordern auf, die als Fledermausdetektoren bekannt sind. In den letzten Jahren haben Forscher aus mehreren Ländern Bibliotheken mit Fledermausrufen entwickelt, die Aufzeichnungen einheimischer Arten enth alten.
Meerestiere
Biosonar ist wertvoll für die Unterordnung der Zahnwale, zu der Delfine, Schweinswale, Killerwale und Pottwale gehören. Sie leben in einem Unterwasserlebensraum, der günstige akustische Eigenschaften hat und in dem die Sicht aufgrund der Trübung des Wassers extrem eingeschränkt ist.
Die wichtigsten ersten Ergebnisse bei der Beschreibung der Delphin-Echoortung wurden von William Shevill und seiner Frau Barbara Lawrence-Shevill erzielt. Sie waren mit der Fütterung von Delphinen beschäftigt und bemerkten einmal, dass sie unverkennbar Fischstücke fanden, die lautlos ins Wasser fielen. Dieser Entdeckung folgten eine Reihe weiterer Experimente. Bisher wurde festgestellt, dass Delfine Frequenzen von 150 bis 150.000 Hz verwenden.
Die Echoortung von Blauwalen ist viel weniger untersucht. Bisher wird nur vermutet, dass die „Gesänge“von Walen eine Art der Navigation und Kommunikation mit Verwandten sind. Dieses Wissen wird genutzt, um die Population zu zählen und die Wanderungen dieser Meerestiere zu verfolgen.
Nagetiere
Es ist klar, was Echoortung bei Meerestieren und Fledermäusen ist und warum sie sie brauchen. Aber warum brauchen Nagetiere es? Die einzigen terrestrischen Säugetiere, die zur Echoortung fähig sind, sind die beiden Gattungen der Spitzmäuse, die Teireks von Madagaskar, die Ratten und die Feuersteinzähne. Sie geben eine Reihe von Ultraschallquietschen ab. Sie enth alten keine nachhallenden Echoortungsantworten und scheinen für eine einfache räumliche Orientierung im Nahbereich verwendet zu werden. Im Gegensatz zu Fledermäusen verwenden Spitzmäuse die Echoortung nur zur Untersuchung von Beutelebensräumen und nicht zur Jagd. Abgesehen von großen und damit stark reflektierenden Objekten (z. B. einem großen Felsen oder einem Baumstamm) sind sie wahrscheinlich nicht in der Lage, Echoszenen zu enträtseln.
Die talentiertesten Sonarfinder
Neben den aufgeführten Tieren gibt es noch andere, die zur Echoortung fähig sind. Dies sind einige Arten von Vögeln und Robben, aber die raffiniertesten Echolote sind Fische und Neunaugen. Früher hielten Wissenschaftler Fledermäuse für die fähigsten, aber in den letzten Jahrzehnten wurde klar, dass dies nicht der Fall ist. Die Luftumgebung ist für die Echoortung nicht förderlich – im Gegensatz zu Wasser, in dem Schall fünfmal schneller divergiert. Das Sonar der Fische ist das Organ der Seitenlinie, das die Schwingungen der Umgebung wahrnimmt. Wird sowohl für die Navigation als auch für die Jagd verwendet. Einige Arten haben auch Elektrorezeptoren, die elektrische Schwingungen aufnehmen. Was ist Echoortung von Fischen? Es ist oft gleichbedeutend mit Überleben. Sie erklärt, wie blinde Fische ein hohes Alter erreichen können, ohne sehen zu müssen.
Echolokalisierung bei Tieren hat dazu beigetragen, ähnliche Fähigkeiten bei sehbehinderten und blinden Menschen zu erklären. Mithilfe von Klickgeräuschen navigieren sie im Raum. Wissenschaftler sagen, dass solche kurzen Töne Wellen aussendenkann mit dem Licht einer Taschenlampe verglichen werden. Im Moment gibt es zu wenig Daten, um diese Richtung zu entwickeln, da ein leistungsfähiges Sonar unter Menschen eine Seltenheit ist.
