30.03.2022

Wissen

Let's talk: Wie Wale singen

Von mehreren Walarten weiss man, dass sie Töne hervorbringen, die mit Gesängen vergleichbar sind. Diese Lautäusserungen unter Wasser sind so komplex, dass sie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vor grosse Rätsel stellen.

Buckelwale sind nicht nur für Ihre Gesänge, sondern auch für ihre spektakulären Sprünge bekannt. Hier springt ein Weibchen, um männliche Wale von ihrem Kalb fernzuhalten. Die Männchen vollführen oft akrobatische Kunststücke zur Balzzeit. Bild: © Jérémie Silvestro/Wikimedia Commons

 

Der Buckelwal: 20 Minuten Gesang mit nur einem Atemzug

Ist von Walgesängen die Rede, denkt man als erstes an die strophenartigen Gesänge der Buckelwale (Megaptera novaeangliae). Diese Tiere werden 15 bis 17 Meter gross, wiegen rund 40 Tonnen und können ein Alter von 100 Jahren erreichen!

 

Der typische Buckelwalgesang wird einzig von männlichen Tieren während der Paarungszeit produziert. Weibchen und Kälber erzeugen andere Töne mit sozialen Funktionen. Wenn die männlichen Wale „singen“, bleiben sie in 15 Metern Tiefe in der Schwebe, das Maul nach unten gerichtet, damit der Ton optimal zu beiden Seiten verteilt wird. Buckelwale bringen Töne hervor, indem sie die Luft von den Lungen in den Kehlkopf strömen lassen, was die Stimmbänder vibrieren lässt – ähnlich wie beim Menschen. Im Gegensatz zu uns atmen Buckelwale die Luft jedoch nicht aus, sondern füllen sie in eine Tasche im Kehlkopf. Dieselbe Luft können sie dann wiederverwenden, um einen neuen Ton zu produzieren. Schallwellen verbreiten sich im Wasser schneller als in der Luft. Der Gesang breitet sich mit einer Geschwindigkeit von 1600 Metern pro Sekunde in einem Umkreis von 160 Kilometern aus (in der Luft wären es nur 340 m/s). Mit einer Frequenz zwischen 20 Hz und 10 kHz sind die Töne für das menschliche Ohr vollumfänglich hörbar.

 

Eine strukturierte Melodie

Meeresforscher haben herausgefunden, dass die Gesänge der Buckelwale in einer bestimmten Art und Weise strukturiert sind. Die Gesänge dauern etwa 20 Minuten und bestehen aus bestimmten Strophen. Jede Strophe ist eine Repetition derselben Phrase, die wiederum aus Unterphrasen besteht, welche sich in Basiselemente zerlegen lassen. Diese Grundelemente sind kontinuierliche Noten von einer oder mehreren Sekunden, die in Frequenz und Intensität variieren können. Ist der Gesang einmal zu Ende, kehrt das Walmännchen an die Wasseroberfläche zurück, um zu atmen, bevor es wieder abtaucht und den Gesang erneut aufnimmt. Dieser Kreislauf kann mehrere Stunden bis hin zu Tagen dauern. In diesem Video singt ein junger Buckelwal in den Gewässern der Vava’u-Inseln, Tonga.

 

Serie Let's talk. Die Wissenschafts-Olympiade bringt junge Menschen aus allen Ecken der Schweiz zusammen. Sie spricht also mehr als drei Sprachen. Wie funktioniert das genau? Dann: Wie reden eigentlich die Wissenschaften? Und was haben Tiere und Pflanzen zu sagen? Das sind die Fragen, die wir in der Serie beleuchten. Eine schöne Art, unsere jüngste Olympiade zu begrüssen: die Linguistik-Olympiade. 

 

Eine Serenade für die Weibchen

Was den Zweck der Gesänge angeht, können die Spezialisten nur spekulieren. Tatsächlich wären für keine biologische Funktion Gesänge von solch komplexem Niveau notwendig. Dennoch kann man davon ausgehen, dass die Gesänge mit der Partnerwahl zu tun haben. Ein überraschendes Phänomen macht die Interpretation jedoch noch schwieriger: Alle männlichen Wale singen weltweit dieselben Strophen, jedoch tauchen regelmässig neue Strophen auf, die sich durch die Migration der Tiere innerhalb einiger Monate in der gesamten Population verbreiten. Biologen vermuten, dass diese Tendenz zur Imitation daher rührt, dass die Weibchen männliche Wale bevorzugen, die „in Mode“ sind und sich die aktuellen Strophen angeeignet haben, oder aber Männchen, die neue Gesänge erfinden können. Was immer die Erklärung sein mag: Es zeigt sich, dass Buckelwale in der Lage sind, Gesänge zu erfinden, von anderen zu lernen und nach einiger Zeit wieder durch neue zu ersetzen.

 

Der Belugawal

Im Gegensatz zu den Buckelwalen gehören Belugas (Delphinapterus leucas) zur Gruppe der Zahnwale. Sie sind zwischen 3 und 6 Metern gross, wiegen zwischen 0.7 und 2 Tonnen und leben im arktischen Ozean. Zahnwale produzieren Töne durch schnelles Klappern und Pfeifen. Insbesondere Belugawale bilden vielfältige Töne und Melodien, die ihnen den Übernahmen „Kanarienvögel der Meere“ eingebracht haben.

 

Der Ton wird erzeugt, indem die Luft in einen Raum strömt, der sich an der Oberseite des Kopfes befindet und der menschlichen Nasenhöhle entspricht. Dort lässt die Luft die sogenannten „phonetischen Lippen“ vibrieren – wie beim menschlichen Schnarchen. Belugawale besitzen zwei Paare von phonetischen Lippen und können darum zwei voneinander unabhängige Laute ausstossen. Die Luft dringt dann in einen Luftsack, wo sie ausgestossen oder zur erneuten Tonerzeugung wiederverwendet werden kann. An der Tonproduktion beteiligt ist auch die sogenannte „Melone“, ein Organ im Schädel der Zahnwale, das aus Fett- und Bindegewebe besteht. Man vermutet, dass die Melone den Schall bündeln hilft und als eine Art Resonanzkörper dient.

 

Mehr als nur Gesang

Die Lautäusserungen der Wale dienen der Echoortung, also der Orientierung im Wasser mit Hilfe von Schallwellen. Belugawale sind aber auch äusserst soziale Tiere, und die breite Palette an Tönen ist ein Mittel der Kommunikation unter Artgenossen. Man vermutet, dass die verschiedenen Laute eine Art Sprache bilden, und hat beobachtet, wie sich Belugawale auch neuartige Geräusche aneigneten. Siehe dazu dieses Video von einem „Gespräch“ zwischen einem Belugaweibchen und ihrem Kalb. Die Mutter ist weiss gefärbt, das Junge grau.

 

Quelle: SimplyScience, 20.07.2018 

Weitere Artikel

Mathematik

Heute beginnt die Mathematik-Olympiade in Bern – wie gut sind deine Mathe-Skills?

Heute treffen junge Talente aus 10 Ländern in Bern ein für die Middle European Mathematical Olympiad. Bist du ready? Oder musst du noch ein bisschen üben? Zum Glück hat watson.ch ein Quiz für die weniger fortgeschrittenen Mathematiker*innen unter uns erstellt.

Mathematik

Drei olympische Mathe-Aufgaben

Mathematik bei der Olympiade ist etwas anderes als Mathematik im Schulzimmer. Aber was für Aufgaben begegnen einem bei dem Wettbewerb für junge Talente? Mit diesen Aufgaben können Sie ihre Schülerinnen und Schüler einmal Olympiaden-Luft schnuppern lassen.

Verband

Philosophie

Biologie

Chemie

Informatik

Mathematik

Physik

Quiz: Die olympische Wissens-Challenge

Sechs von zehn Olympiaden starten jetzt ins neue Wettbewerbsjahr. Kennst du dich mit Molekülen, Grammatik oder Plattentektonik aus? Vor Formeln und tiefgründigen Fragen schreckst du nicht zurück? Die Fragen in diesem Quiz geben dir einen kleinen Vorgeschmack auf unsere Wettbewerbe.

Verband

Tipp: Hightech-Geräte ausleihen und Wissenschaft erlebbar machen

Man versteht nur, was man tut, und Worte ohne Erfahrung sind bedeutungslos. Diese beiden Zitate beschreiben das Berzelius-Projekt in wenigen Worten: Es geht ums Experimentieren. Und das mit ausleihbaren Hightech-Geräten für Maturaarbeiten und mehr.

Wirtschaft

Verband

Die unsichtbare Hand: drei Übungen zur Selbstregulation des Marktes

Nicht der Staat soll den Markt lenken, sondern «die unsichtbare Hand»: Der Markt schafft das ganz von selbst. Doch wo sind die Grenzen dieses ökonomischen Prinzips? Thomas Schneiter von der Wirtschafts-Olympiade erklärt es mithilfe von drei Übungen.

Philosophie

Die Siegeressays

Noah Rosenbaum und Philipp Altmann haben mit ihren Essays die Philosophie-Olympiade gewonnen. Neugierig auf die Argumente? Hier kannst du die Texte selber lesen!