Wale echolokalisieren – Wie funktioniert die Echolokalisierung bei Walen??

Schallwellen bewegen sich ungefähr durch Wasser 1.5 km / s (0.9 Meilen / Sek), welches ist 4.5 mal schneller als Schall, der sich durch die Luft bewegt.

Wale sind auf Geräusche im Wasser angewiesen, um zu kommunizieren, navigiere und jage unter Wasser, Dies ist daher eine Echoortung.

Echolokalisierung bei Walen wird hauptsächlich gemacht, um zu kommunizieren und zu navigieren, Diese beiden Funktionen ermöglichen es ihnen, nach Beute zu suchen.

Ton und Kommunikation im Wasser – Wale

Wal Echolocating

Wale Pfeifgeräusche machen, Echolocation-Klicks, Puls ertönt, niederfrequente Knackgeräusche und Kieferklatschen.

Wale machen diese Geräusche, indem sie Luft zwischen den Nasensäcken in ihrem Schnüffelbereich bewegen(Blaslochregion).

Ein Gewebekomplex in der Nasenregion des Zahnwals, genannt die dorsale Bursa, ist der Ort der Klangerzeugung.

Dieser Komplex umfasst “phonische Lippen” , es sind Strukturen, die in den Nasengang hineinragen.

Wale machen zumindest einige Geräusche, indem sie Luft durch den Nasengang und an den Lippen vorbei abgeben: das umliegende Gewebe vibriert, um Geräusche zu erzeugen.

Das Ablassen von Luft ist für die Tonerzeugung nicht erforderlich.

Killerwale lassen während einiger Lautäußerungen Luft aus ihrem Blasloch, Aber diese Spuren und Blasenwolken sind wahrscheinlich eine visuelle Demonstration.

Killerwale verwenden Pfeifen, um aus nächster Nähe zu kommunizieren, oder privat, und Verhaltensinteraktionen zwischen Tieren zu koordinieren.

Die Pfeife hat eine hohe Frequenz, ein hohes Maß an Direktionalität und eine starke Modulation, es wird also nicht weit unter Wasser übertragen.

Die Häufigkeit von Orcas-Pfeifen reicht von 0.5 zu 40 kHz, mit Spitzenenergie bei 6-12 kHz.

Killerwale verwenden Pfeifen, um aus nächster Nähe zu kommunizieren, oder privat, und Verhaltensinteraktionen zwischen Tieren zu koordinieren.

Die Pfeife hat eine hohe Frequenz, ein hohes Maß an Direktionalität und eine starke Modulation, es wird also nicht weit unter Wasser übertragen.

Die Häufigkeit von Orcas-Pfeifen reicht von 0.5 zu 40 kHz, mit Spitzenenergie bei 6-12 kHz.

Gepulste Rufe sind die häufigste Lautäußerung von Schwertwalen.

Killerwale machen diese Rufe mit Frequenzen von etwa 0.5 zu 25 kHz, mit Spitzenenergie bei 1 zu 6 kHz.

Anrufe, die immer wieder gleich klingen, nennt man stereotyp. Alle stereotypischen Klänge eines Orcas gehören zu seinem Repertoire.

Individuen eines bestimmten Rudels haben das gleiche Klangrepertoire, ein Vokalisationssystem, das als Dialekt bezeichnet wird.

Obwohl Wissenschaftler feststellen, dass diese Geräusche eine gewisse Struktur haben, Dialekt ist nicht gleich Sprache.

Die Analyse der Orca-Rufmuster hat signifikante Unterschiede zwischen den Dialekten verschiedener Herden gezeigt.
Orcas, die miteinander gepaart sind, können Anrufmuster gemeinsam nutzen. Orcas, die Rufzeichen teilen, werden als Clan bezeichnet.

Wale können ein bestimmtes Niveau ihres Repertoires mit anderen Walen teilen, während andere Teile ihres Repertoires einzigartig sind. Je ähnlicher sie sind, Je größer der Grad der Verwandtschaft zwischen ihnen und den Individuen.

Keine zwei Personen haben ein gemeinsames Repertoire. Somit, Jede Gruppe hat ihren eigenen Dialekt. Eigentlich, Das Vokalrepertoire jeder Gruppe ist so unterschiedlich, dass Wissenschaftler die Gruppen anhand ihrer Geräusche identifizieren können.

Killerwale, durch große geografische Entfernungen getrennt, haben ganz andere Dialekte.

Die Analyse der isländischen und norwegischen Killerwale ergab, dass die isländische Bevölkerung macht 24 verschiedene Klänge, und norwegische Wale machen 23 verschiedene Klänge, Die beiden Bevölkerungsgruppen haben jedoch keinen einzigen gemeinsamen Klang.

Wal und Echoortung

Der Wal echolokalisiert, indem er Klicks macht und dann das resultierende Echo empfängt und interpretiert.

Der echoortende Wal verwendet seine Lippen, um gerichtete Breitbandklicks in einer schnellen Sequenz namens a . auszusenden “Zug.

Jeder Klick dauert weniger als eine Millisekunde. In einer Studie mit ansässigen Walen wurde Breitband gemessen, bimodale Echoortungsklicks, die typischerweise niederfrequente Spitzen im Bereich von 20 zu 30 kHz und Hochfrequenzspitzen im Bereich von 40 zu 60 kHz.

Die Klickzüge fahren durch die Melone (ein abgerundeter Bereich der Stirn des Wals), die aus Lipiden besteht (Fette). Die Melone fungiert als akustische Linse, Fokussieren dieser Schallwellen in einen Strahl, der vor dem Wal nach vorne ins Wasser projiziert wird.

Die vom Wal erzeugten Schallwellen werden von Objekten im Wasser reflektiert, und ihre Echos kehren zum Wal zurück.

Die wichtigsten Orte, an denen Schall aufgenommen wird, sind die fettgefüllten Hohlräume der Unterkieferknochen. Töne werden empfangen und über den Unterkiefer zum Mittelohr übertragen, Innenohr, und dann über den Hörnerv zu den Hörzentren im Gehirn.

Schwertwale müssen oft ohne Licht oder gute Sicht navigieren.

Deshalb, Hören ist ihnen extrem wichtig. Killerwale’ Das primäre sensorische System ist das auditive System.

Es ist ein hochentwickeltes System, das die biologische Fähigkeit zur Sonar- oder Echoortung umfasst. Echoortung hilft Killerwalen, die Größe zu bestimmen, gestalten, Struktur, Komposition, Geschwindigkeit und Richtung eines Objekts.

Wale und Fledermäuse

Echoortungssysteme sind eine der äußerst erfolgreichen Spezialisierungen der Natur.

Über 80 Arten von Zahnwalen verwenden diese Technik. Aber warum entwickeln Tiere wie Wale und sogar Fledermäuse die gleiche Technik?? Der Grund ist nicht in der Verwandtschaft zu finden, denn Fledermäuse und Wale stehen sich nicht näher als alle anderen Säugetiere, die sich aus denselben Landwirbeltieren entwickelt haben 200 Millionen Jahren.

Die Antwort liegt in der konvergenten Evolution — wenn fast identische Merkmale oder Entwicklungen bei verschiedenen Arten auftreten. Durch die Evolution haben sowohl Fledermäuse als auch Zahnwale die gleichen funktionellen Eigenschaften entwickelt.

Unsere Forschung hat gezeigt, dass die Geräusche von Fledermäusen und Zahnwalen bemerkenswert ähnlich sind.

Dafür gibt es zwei Gründe: zuerst, die Ohren aller Säugetiere sind ziemlich ähnlich entwickelt, und zweitens und überraschenderweise, die widersprüchlichen physikalischen Bedingungen in Luft und Wasser zusammen mit den Unterschieden in der Tiergröße gleichen die Unterschiede aus, die Sie in der Schallfrequenz erwarten würden,” sagt Professor Annemarie Surlykke von der Universität Süddänemark.

Da eine Fledermaus viel kleiner ist als ein Wal und ihre Beute entsprechend kleiner ist, Es muss Geräusche von sehr hoher Frequenz erzeugen, um die gleiche Fähigkeit zu erreichen, die Richtung und Größe seiner Beute zu erkennen.

jedoch, der Effekt der höheren Frequenz wird teilweise durch die Tatsache ausgeglichen, dass sich der Schall fünfmal langsamer ausbreitet, und daher sind Schallwellen in Luft fünfmal kürzer als in Wasser.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass Fledermäuse und Zahnwale Echoortungssignale im gleichen Frequenzbereich erzeugen, von 10 zu 200 kHz.

Der Vorteil des Betriebs in Wasser statt in Luft besteht darin, dass die “akustisches Sichtfeld” eines Wals ist sechsmal größer als die einer Fledermaus.

Das “akustisches Sichtfeld” ist der Bereich, in dem ein Tier “sehen” seine Umgebung durch Echoortung. Ein Pottwal kann seine Beute bis zu echolokalisieren 500 Meter entfernt, während die Echoortungsentfernung einer Fledermaus nur 2-10 Meter.

Fledermäuse fliegen schnell und legen etwa eine Echoortungsstrecke pro Sekunde zurück. Deshalb, Sie verbringen oft weniger als eine Sekunde damit, ihre Beute zu entdecken und zu fangen.

Wale bewegen sich langsamer und haben eine viel längere Echoortungsdistanz. Somit, sie haben mehr Zeit, um Informationen vom Echo zu erhalten, und sie haben Zeit, ihre Beute sorgfältiger auszuwählen.

Dies könnte erklären, warum Fledermäuse bei ihrer Beute nicht besonders wählerisch sind, während Bartenwale bei ihrer Nahrungsauswahl viel wählerischer sind. Fledermäuse haben einfach keine Zeit zur Auswahl – sie bevorzugen Fast Food!

Im letzten Teil der Jagdphase, wenn sie sich ihrer Beute nähern, sowohl Zahnwale als auch Fledermäuse machen eine Reihe von summenden Geräuschen: schwache und kurze Pieptöne in sehr kurzen Abständen – ähnlich einem Blitzlicht.

Es ist ein sehr komplexer Mechanismus, den Wissenschaftler noch nicht vollständig verstanden haben. Tiere kontrollieren sehr sorgfältig, wann sie Geräusche machen und wann sie auf Echos hören - und passen sie genau an ihre Geschwindigkeit und die Geschwindigkeit ihrer Beute an.

Wenn sie zu schnell summende Geräusche machen, Sie haben keine Zeit, auf das Echo zu hören. Wenn sie es zu langsam machen, Sie riskieren, im Handumdrehen auf Hindernisse zu stoßen.