Hallo Echo: Baum oder Beute?: Forschende der Universität Tübingen reisten auf dem Rücken der Fledermäuse mit
Per Echoortung identifiziert: Eine „Große Hufeisennase“ (Rhinolophus ferrumequinum) fängt einen Falter.
Dietmar Nill (Uni Tübingen)- Tübinger Studie: Große Hufeisennasen trennen Beuteechos von Vegetationsechos per Echoortung.
- Fledermäuse senken Sendefrequenz, damit Störechos unterhalb der auditorischen Fovea bleiben.
- Beuteechos sind frequenzmoduliert durch Flügelschlag, Hintergrundechos bleiben unmoduliert.
- Feldforschung in Bulgarien – GPS- und Mikrofon-Rucksäcke zeichneten Flug, Rufe und Echos auf.
- Art gilt in Baden-Württemberg als ausgestorben, wird aber im Schwarzwald und auf der Alb gesichtet.
Die Zusammenfassung wurde durch künstliche Intelligenz erstellt.
Fledermäuse, wie die Große Hufeisennase, navigieren mittels Echoortung und nutzen die Echos der ausgesandten Laute für die Navigation im Raum und um Beuteinsekten zu finden und zu fangen. Wie sie dabei die von ihrer potenziellen Beute zurückgeworfenen Nutzechos von störenden Vegetationsechos trennen, hat ein internationales Forschungsteam um Annette Denzinger und Prof. Hans-Ulrich Schnitzler vom Institut für Neurobiologie der Universität Tübingen in einer Freilandstudie erforscht. Ihre Ergebnisse zeigen, wie die Fledermäuse durch geschicktes Ortungsverhalten die Frequenz der Nutz- und Störechos in jeweils unterschiedliche Frequenzbereiche verschieben und dadurch voneinander trennen.
Die Große Hufeisennase verdankt ihren Namen einem hufeisenförmigen Nasenaufsatz, mit dem sie ihre Ortungslaute fokussiert. Hufeisennasen senden lange, im Ultraschallbereich liegende, konstant-frequente Ortungslaute durch die Nase aus, die von Objekten in ihrer Umgebung reflektiert werden. Aus den rückkehrenden Echos erhalten die Fledermäuse ein so genaues Bild ihrer Umgebung, dass sie sich auch in völliger Dunkelheit orientieren und ihre Beute finden können.
„Neben den fliegenden Insekten, die die Fledermäuse fangen wollen, werfen aber auch alle anderen Strukturen im Hintergrund, wie Bäume und Sträucher, ein Echo zurück“, erklärt Annette Denzinger. „Diese Hintergrundechos stören die Wahrnehmung von Beuteechos und müssen deshalb von diesen getrennt werden. Uns interessierte, wie den Fledermäusen das gelingt.“
Im Rammert bei TübingenIn seiner Studie untersuchte das Forschungsteam zum ersten Mal, wie jagende Hufeisennasen im Freiland mit dieser großen Herausforderung umgehen. Das Team fing Große Hufeisennasen in Bulgarien an ihrem Schlafplatz und stattete sie mit neuester Technik zur Nachverfolgung aus: Ein Miniaturspeicher mit GPS-Tracker und Mikrofon registrierte die Position, die Ortungslaute und die rückkehrenden Echos der jagenden Fledermaus. „Diese Minigeräte werden den Fledermäusen auf das Rückenfell geklebt und sind damit ‚on board‘“, berichtet Hans-Ulrich Schnitzler.
Nach zwei bis drei Tagen fallen die Miniaturspeicher ab und können geborgen werden, um den Speicher auszuwerten. „Wir sitzen sozusagen auf dem Rücken des Tieres, fliegen mithilfe von digitalen Karten mit der Fledermaus über ihr Jagdgebiet in Bulgarien, sehen, wo sie nach Beute sucht, und hören die dabei ausgesendeten Laute und ihre Echos“, sagt der Tübinger Forscher.
Anpassung an die Physik der Schallwellen
Die Aufnahmen zeigen, dass die Fledermäuse ihre Beute immer in der Nähe von Vegetation suchen, entweder im Flug entlang von Waldrändern und Buschreihen oder beim Hängen an einer Warte, etwa einem exponierten Zweig. „Wenn jagende Tiere entlang der Vegetation fliegen, verschiebt sich durch Dopplereffekte die Frequenz der Vegetationsechos nach oben“, sagt Annette Denzinger. Dopplereffekte entstehen durch die zeitliche Stauchung der Schallwellen, wenn sich die Fledermaus auf ein reflektierendes Objekt zubewegt. Die Höhe der Frequenzverschiebung hängt dabei von der Fluggeschwindigkeit ab.
Das Flattern eines Falters kann diese Fledermaus genau von anderen Frequenzen unterscheiden.
Dietmar Nill (Uni Tübingen)In der aktuellen Studie stellte das Forschungsteam fest, dass die Großen Hufeisennasen die Frequenz ihrer ausgesendeten Laute so weit absenkten, dass die Frequenz der höchsten aus dem Vorausbereich zurückkommenden Vegetationsechos einen Maximalwert nicht überschritt. „Dadurch gleichen die Tiere den Dopplereffekt aus, und es ist garantiert, dass die Störechos die sogenannte auditorische Fovea nicht erreichen. Das ist ein knapp über der Maximalfrequenz liegender und höchst empfindlicher Frequenzbereich des Hörsystems der Hufeisennasen“, sagt Hans-Ulrich Schnitzler. „Die auditorische Fovea bleibt allein für die Beuteechos reserviert.“ Sie sei auf die Detektion flatternder Beutetiere spezialisiert, genauer gesagt auf die rhythmischen Frequenzmodulationen, die durch die Flügelbewegungen der Insekten erzeugt werden. Die Störechos hingegen seien nicht moduliert.
Anhaltspunkte für den Fledermausschutz
„Durch die geschickte Anpassung ihrer Ortungslaute halten die Hufeisennasen die Störechos unterhalb der Maximalfrequenz bei tieferen Frequenzen, wo sie die Beutewahrnehmung nicht stören. Auf diese Weise können die Fledermäuse die von ihrer Beute zurückkommenden frequenzmodulierten Nutzechos von den Störechos der Vegetation effizient trennen“, fasst Annette Denzinger zusammen.
„Fledermäuse sind faszinierende Tiere, deren Erforschung das Interesse vieler Menschen weckt. Da die Arten vielerorts in ihrem Bestand gefährdet sind, können neue Erkenntnisse über ihre Lebensweise auch Anhaltspunkte liefern, wie sie besser geschützt werden können“, kommentiert Prof. Karla Pollmann, die Rektorin der Universität Tübingen, die Studienergebnisse.
Studie mit Forschenden aus Dänemark und Israel
An der in der Fachzeitschrift „PNAS“ erschienenen Studie „Horseshoe bats foraging in the wild adjust sensing to seperate prey echoes from background clutter“ waren neben Annette Denzinger und Hans-Ulrich Schnitzler aus Tübingen auch Professor Yossi Yovel von der Universität Tel Aviv (Israel) und Dr. Laura Stidsholt von der Universität Aarhus (Dänemark) beteiligt.