Haben Sie schon einmal versucht, unter Wasser mit jemandem zu sprechen? Egal wie laut man schreit, es klingt immer gedämpft. Aber warum? Wie bei vielen Dingen in unserem Körper liegt die Antwort in der Evolution.
Der Mensch hat sich an Land entwickelt und unsere Ohren sind darauf ausgelegt, Geräusche, die sich durch die Luft bewegen, zu erfassen und zu interpretieren. Leider sind unsere Ohren dadurch unter Wasser praktisch unbrauchbar.
Die meisten Säugetiere können nur in der Luft (Hunde, Menschen) oder im Wasser (Wale) gut hören. Aber es gibt eine Gruppe von Säugetieren, die beides kann: Robben. Dazu gehören Echte Robben, Ohrrobben und Walrosse.
Diese Meeressäugetiere verbringen Zeit sowohl an Land als auch auf See und müssen das Leben in beiden Welten, einschließlich ihres Gehörs, in Einklang bringen. Diese als amphibisches Gehör bekannte Fähigkeit ist einzigartig bei Robben und daher eine Superkraft.
Obwohl wir wissen, dass Robben amphibisch hören können, war es lange Zeit ein Rätsel, wie sie das genau tun und wann sich diese Fähigkeit entwickelt hat. In unserem neuen Artikel, der heute in Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences veröffentlicht wurde, untersuchen wir das amphibische Gehör bei Robben, um Antworten auf diese Fragen zu finden.
Entweder
Theoretisch sollte es für Säugetiere unmöglich sein, sowohl in der Luft als auch im Wasser gut hören zu können.
Dies liegt daran, dass bei Tieren wie Menschen, die an Land leben, Geräusche durch die Luft in unseren Gehörgängen zum Mittelohr gelangen. Anschließend werden die Geräusche zur Verarbeitung an das Innenohr weitergeleitet.
Im Wasser, das eine ähnliche Dichte wie unsere Knochen hat, breitet sich Schall viermal schneller aus. Das bedeutet, dass Schall über Muskeln und Knochen direkt zum Innenohr gelangt und dabei das Mittelohr umgeht.
Diese auditive Abkürzung bedeutet, dass unser Mittelohr unnötige Geräusche nicht herausfiltern kann, wodurch das Signal verwirrt wird; Deshalb klingt es für uns unter Wasser gedämpft.
Wie schaffen Robben beides? Und wie lange machen sie das schon?
3D-Scans von zwei Robben, dem Seeleoparden (links) und dem australischen Pelzrobben (rechts). Kavernöses Gewebe, rot hervorgehoben, zeigt den Weg, den Schall unter Wasser zu Ihrem Mittelohr nehmen kann. Autor bereitgestellt. Spezieller Stoff in den Ohren.
Um das herauszufinden, haben wir die Ohren von Robbenexemplaren aus Museumssammlungen auf der ganzen Welt in 3D gescannt. Diese Scans ergaben, dass die Gehörgänge und Mittelohren von Robben sogenanntes Schwellkörpergewebe enthalten.
Diese Art von Gewebe ist „schwammig“ und enthält viele Blutgefäße. In Robbenohren füllt es sich mit Blut und dehnt sich aus, wenn die Robbe abtaucht, sodass sie den Luftdruck in ihren Ohren ausgleichen kann.
Es ist wichtig zu beachten, dass Blut eine ähnliche Dichte wie Wasser hat und eine zweite Funktion erfüllen kann: die Weiterleitung von Unterwassergeräuschen zum Mittelohr der Robbe.
Dadurch verlieren Unterwassergeräusche, die sich durch das Schwellkörpergewebe bewegen, weniger als 1 % des Schallsignals, verglichen mit 99 %, wenn das Ohr noch mit Luft gefüllt wäre.
Die spezielle Anatomie des Ohrs einer Robbe, gezeigt durch einen 3D-Scan eines Südlichen See-Elefanten. Autor bereitgestellt. Wie haben Robben das Amphibienhören entwickelt?
Als nächstes wollten wir wissen, wie und wann sich diese bemerkenswerte Anpassung entwickelte. Dies erforderte einige Vergleiche.
Robben sind Fleischfresser: Sie gehören zur Hauptgruppe der Säugetiere, zu der Hunde, Bären und Katzen gehören. Wir haben die Ohren von Robben und einigen modernen terrestrischen Fleischfressern sowie einigen ausgestorbenen fossilen Verwandten von Robben gemessen.
Anschließend nutzten wir mehrere statistische Analysen, um abzuschätzen, ob diese ausgestorbenen Robben amphibisch hören konnten oder nicht.
Die frühesten Verwandten der Süßwasserrobben, wie Puijila, konnten wie die meisten Säugetiere nur in der Luft hören. Kunst von Jaime Bran
Wir entdeckten, dass die frühesten Verwandten der Robben, einschließlich des ausgestorbenen Süßwasser-Vorfahren Puijila, wie wir nur in der Luft hören konnten. Ihre Ohren sind denen ihrer Landverwandten sehr ähnlich.
Im Gegensatz dazu entwickelten frühe Seerobben, darunter Enaliarctos, vor 26 Millionen Jahren das amphibische Gehör. Für diese frühen Briefmarken hatte dies jedoch seinen Preis; Sein Gehör war zunächst in beiden Situationen schlechter.
Einer der ersten Seehunde, Enaliarctos, jagt einige Fische. Aufgrund seines eingeschränkten Gehörs unter Wasser kann er einen echolokalisierten Zahnwal, der sich von hinten nähert, nicht hören. Jaime Bran
Dieses Problem wurde schließlich bei den frühen Verwandten moderner Robben gelöst, die modifizierte Mittelohren entwickelten, die in beiden Umgebungen scharf hören konnten.
Entscheidend ist, dass echte Robben (wie Seehunde, Seeleoparden und See-Elefanten) sehr empfindlich auf Unterwassergeräusche reagierten.
Die ersten echten Robben, darunter die 13 Millionen Jahre alte Devinophoca claytoni, verbesserten ihre amphibischen Hörfähigkeiten. Unter Wasser war sein Gehör besonders ausgeprägt. Jaime Bran Bemerkenswertes akustisches Siegel
Robben verfügen auch über andere bemerkenswerte akustische Fähigkeiten. Echte Robben singen unter Wasser, manchmal in Tönen, die außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegen. Auch bei Geschwindigkeitstests können Robben den Menschen übertreffen, eine seltene Fähigkeit im Tierreich.
Sie können auch lernen, durch stimmliche Mimikry neue Klänge zu erzeugen. Ein berühmtes Beispiel ist Hoover, der sprechende Seehund der Vereinigten Staaten, der einige Sätze eines Fischers aus Maine nachahmte.
Die Robbenakustik ist wirklich etwas Besonderes und steht an der Spitze der Erforschung der Sprachentwicklung.
Die scheue Rossrobbe, die kürzlich zum ersten Mal unter Wasser fotografiert wurde, singt ihren Artgenossen mit hohen Unterwasserliedern, die wie Raumschiffe klingen. Foto von Justin Hoffman, vom Autor zur Verfügung gestellt (keine Wiederverwendung) Das Problem der Lärmbelästigung
Das Meer wird immer lauter und die vom Menschen verursachte Lärmbelästigung stellt eine zunehmende Bedrohung für Meeressäugetiere dar.
Genauso wie wir Schwierigkeiten haben, unseren Partner in einer lauten Kneipe zu hören, haben Meeressäugetiere Schwierigkeiten, einander trotz des Lärms von Booten, Gebäuden und Sonargeräten zu hören.
Haben Sie schon einmal ein Konzert besucht und Ihr Gehör hat sich vorübergehend verschlechtert? Das passiert auch Meerestieren, außer dass es am Lärm unserer Meeresaktivitäten liegt. Laute Geräusche unter Wasser können sogar Schaden anrichten.
Meereslebewesen, einschließlich Robben, müssen einander zuhören. Wie halten wir den Lärm niedrig? Einfache Lösungen, etwa das Abbremsen von Booten in der Nähe von Meerestieren, erweisen sich als bemerkenswert wirksam. Durch die Reduzierung unseres akustischen Fußabdrucks können wir das superstarke Gehör unserer Wassernachbarn besser schützen.