Wale haben viele Talente, aber ihr einzigartigster und geheimnisvollster ist vielleicht ihr unheimlich schöner Gesang. Und Wissenschaftler wissen endlich, wie sie es machen.
Das Geheimnis ist ein einzigartiger Stimmkasten, der Fett und Muskeln vibrieren lässt, um Geräusche zu erzeugen, anstatt Luft hindurchzublasen.
Das Singen unter Wasser stellt ein schwieriges Problem dar, da es theoretisch die gesamte Luft verbrauchen würde.
Laut einer neuen Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams haben Wale jedoch einen Stimmapparat entwickelt, der sich von dem der meisten anderen Säugetiere unterscheidet.
Es liefert auch Einblicke in den begrenzten Stimmumfang der Wale, der dazu führen kann, dass ihre Geräusche von Schiffsmotoren und anderen menschlichen Geräuschen übertönt werden.
Ein Buckelwal bricht in der Nähe der Bering-Insel auf Kamtschatka aus. Buckelwale und andere Bartenwale erzeugen Geräusche, indem sie Luft durch eine einzigartige Struktur in ihrer Kehle zirkulieren lassen
Es wurde sogar beobachtet, dass Wale komplexe Lieder voneinander lernten.
Die neue Studie ist zwar klein und wurde mit nur drei Walen durchgeführt, liefert aber zum ersten Mal eine Antwort darauf, wie sich die Gesänge der größten Tiere der Welt kilometerweit durch den Ozean verbreiten können.
Bisher wussten Wissenschaftler nicht genau, wie diese Ozeanriesen ihre herausragende Leistung vollbringen konnten.
Der vorzeitige Tod dreier Wale gab Wissenschaftlern die Möglichkeit, die Stimmanatomie der Tiere zu untersuchen.
Die in der Studie verwendeten toten Wale starben entweder aus natürlichen Gründen oder durch Unfälle, schrieben die Wissenschaftler, die hinter der Studie standen.
In der Nähe von Dänemark wurde ein männlicher Seiwal gefunden, und obwohl die Todesursache ungewiss war, beschrieben die Wissenschaftler ihn als abgemagert.
Ein weiblicher Buckelwal sei wahrscheinlich ertrunken, nachdem er sich in Fanggeräten verheddert hatte, und der weibliche Zwergwal sei wahrscheinlich an einer bakteriellen Infektion gestorben, schrieben die Forscher.
Diese Wale sind alle Bartenwale, anders als Zahnwale.
Bartenwale ernähren sich, indem sie Wasser durch riesige kammartige Platten filtern, die wirbellose Meerestiere und kleine Fische fangen.
Um herauszufinden, wie die Wale Geräusche machen, sezierte das Team unter der Leitung von Coen Elemans von der Universität Süddänemark den Kehlkopf jedes Tieres und blies Luft durch ihn, um zu sehen, was passieren würde.
Sie fanden heraus, dass die Stimmbox des Wals nicht auf die gleiche Weise funktioniert wie ein Stimmband.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlicht Natur.
Dieses Gemälde eines Buckelwals zeigt die Knorpel des Rachens des Tieres, einen Teil der Strukturen, die Geräusche erzeugen
Stattdessen vibriert ein U-förmiges Gewebestück gegen Fett- und Muskelstrukturen im Hals des Wals.
Das Blasen von Luft durch diese Strukturen im Labor erzeugte die tiefen, resonanten Geräusche, für die Wale berühmt sind.
Und seine einzigartige Anatomie ermöglicht es Walen, beim Singen die Luft zu recyceln – und das Einatmen von Wasser zu vermeiden.
Es sei „superaufregend“, das herauszufinden, sagte Elemans gegenüber BBC News.
Drei junge Buckelwale schwimmen mit einem Taucher. Aufgrund ihrer besonderen Stimmstruktur können Bartenwale lange singen, ohne atmen zu müssen – und ohne zu ertrinken
Der Gesang der Wale legt weite Strecken zurück, kann aber von Bootsmotoren und anderen menschlichen Aktivitäten übertönt werden
„Dies ist die bisher umfassendste und bedeutendste Studie über die Lautäußerung von Bartenwalen, ein seit langem bestehendes Rätsel auf diesem Gebiet“, sagte Jeremy Goldbogen gegenüber The AP. Goldbogen, außerordentlicher Professor für Ozeane an der Stanford University, war nicht an der Studie beteiligt.
Diese Ergebnisse öffnen Türen für zukünftige Studien, sagte er, „angesichts des außerordentlich vielfältigen akustischen Repertoires“ von Walen.
Leider zeigt die Forschung auch, wie anfällig die Tiere für menschliche Aktivitäten sind.
Eine Computeranalyse der Stimmstrukturen ergab, dass es einen schmalen Frequenzbereich der Geräusche gibt, die die Wale erzeugen können, wodurch sie anfällig für Störungen sind.
Da Schiffe und andere menschliche Aktivitäten Geräusche erzeugen, die in der Größenordnung des Walgesangs liegen, und da Wale ihre Gesänge nutzen, um Partner zu finden, kann es durch menschliche Aktivitäten für Wale schwierig sein, einander zu finden und sich zu vermehren.
„Sie können sich beispielsweise nicht einfach dafür entscheiden, höher zu singen, um dem Lärm zu entgehen, den wir im Meer verursachen“, sagte Elemans.
Und während dies für Buckelwale und andere in Gruppen lebende Arten möglicherweise kein so großes Problem darstellt, sind Blauwale, die alleine weite Strecken zurücklegen, möglicherweise anfälliger für menschliche Schifffahrt und andere Aktivitäten, die Unterwasserlärm verursachen.