S6 Meeressäugetiere

Thema

Dieses Meeressäugetier besitzt ein hochspezialisiertes Sinnesorgan für die aquatische Umgebung. Delfine erzeugen breitbandige, intensive akustische Klicks, die es ihnen ermöglichen, Objekte mit sehr hoher räumlicher Auflösung zu orten, ähnlich dem Echoortungssystem einer Fledermaus, wie in einem anderen Modell dieser Reihe beschrieben. Die Struktur des empfangenen Echos erlaubt es ihnen zudem, die Eigenschaften verschiedener Objekte, einschließlich Materialunterschiede, zu unterscheiden.

Die maximale Reichweite dieser Echoortung wird durch das Verhältnis von Signal zu Hintergrundrauschen bestimmt, wie in einem anderen, auf der Signalentdeckungstheorie basierenden Modell dieser Reihe beschrieben: Das Objekt wird nicht mehr detektierbar, sobald das empfangene Echo unter die Detektionsschwelle fällt. Die Schallausbreitung im Wasser ermöglicht große Reichweiten bei niedrigen Frequenzen, die Absorption nimmt jedoch mit steigender Frequenz rapide zu. Die höhere Frequenz der Delfinklicks ermöglicht zwar detailliertere Informationen, erhöht aber gleichzeitig die Dämpfung und verringert somit die effektive Echoortungsdistanz. Wale lösen diesen Zielkonflikt zwischen Frequenz und Reichweite auf andere Weise. Ihre niederfrequenten Laute können sich über große Entfernungen ausbreiten und unter bestimmten Meeresbedingungen Bereiche nutzen, in denen die Schallgeschwindigkeitsstruktur ihre Ausbreitung durch Brechung begünstigt. Im Tiefseekanal, wo die Schallgeschwindigkeit minimal ist, können die Wellen in einer bestimmten Tiefe begrenzt bleiben und sich mit relativ geringen Verlusten über enorme Entfernungen ausbreiten. Die niedrigere Frequenz dieser Signale verringert ihre Absorption und erhöht ihre potenzielle Reichweite, was die Kommunikation über große Entfernungen erleichtert.

Das Auge des Delfins hingegen verfügt über Anpassungen, die es ihm ermöglichen, sowohl über als auch unter Wasser zu funktionieren. Unter Wasser, wo der Unterschied im Brechungsindex zwischen Wasser und Hornhaut gering ist, trägt die Hornhaut nur wenig zur optischen Leistung bei. Die nahezu kugelförmige Linse mit hoher Brechkraft übernimmt einen Großteil der notwendigen Fokussierung. Die Pupille und andere optische Merkmale tragen ebenfalls dazu bei, dass das Sehvermögen unter sehr unterschiedlichen Licht- und Brechungsbedingungen erhalten bleibt. Diese Anpassungen ermöglichen es dem Delfin, sein Sehvermögen sowohl unter Wasser als auch über Wasser aufrechtzuerhalten.

Schließlich können Wale während ihrer ausgedehnten Wanderungen akustische Signale mit anderen Informationsquellen kombinieren. Es wird vermutet, dass einige Wale über Magnetrezeptionsmechanismen verfügen, die Informationen über das Erdmagnetfeld liefern können, möglicherweise durch Strukturen, die auf magnetische Materialien reagieren. Dieser Mechanismus unterscheidet sich physikalisch von der bereits beschriebenen, mit Kryptochromen assoziierten Magnetrezeption bei Zugvögeln. Gradienten der Intensität und Inklination des Erdmagnetfelds könnten während der Navigation auf See ergänzende räumliche Informationen liefern. Befindet sich ein Wal weiter entfernt von Küsten- oder visuellen Orientierungspunkten, gewinnen global verfügbare Signale wie akustische und geomagnetische Signale möglicherweise an Bedeutung für die Aufrechterhaltung seiner Orientierung während einer Langstreckenwanderung.

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