Säugetierlaute werden durch die Tätigkeit des Kehlkopfs erzeugt, einer Gewebegruppe im Hals. Der Kehlkopf enthält Gewebefalten, die Stimmbänder (auch Stimmlippen genannt), die vibrieren, wenn Luft aus der Lunge in die Mundhöhle strömt (auch Mund genannt). Die Form und Spannung der Stimmbänder kann sich ändern, um verschiedene Töne zu erzeugen. Die Laute können durch Veränderungen der Form der Mundhöhle, der Zunge und der Lippen beeinflusst werden.
Strukturen, die an der menschlichen Sprache und Stimmerzeugung beteiligt sind. Bildnachweis: National Institute of Health (NIH)
Alle Arten von Meeressäugetieren sind dafür bekannt, dass sie Töne erzeugen. Meeressäuger erzeugen Töne, die der Kommunikation, der Nahrungsaufnahme und der Navigation dienen. Fast alle von Säugetieren erzeugten Töne resultieren aus der Bewegung von Luft durch verschiedene Gewebe.
Meeressäugetiere erzeugen Laute mit ähnlichen Mechanismen wie Landsäugetiere. Pinnipeds (Robben und Seelöwen) haben einen Kehlkopf, der dem des Menschen ähnelt. Bartenwale verwenden ebenfalls einen Kehlkopf, um Töne zu erzeugen. Zahnwale können mit ihrem Kehlkopf und speziellen Luftsäcken in der Nähe ihres Blaslochs Töne erzeugen. Der Kehlkopf wird zur Erzeugung von Pfeifen verwendet, während die Luftsäcke zur Erzeugung von Hochfrequenz-Echolokationssignalen genutzt werden.
Delphine erzeugen Töne, indem sie Luft durch Luftsäcke in ihrem Kopf leiten. Adaptiert aus Dolphin Acoustical Structure (1991) Scheifele, P.M. NUSC TR3080.
Hündchen, Eisbären und Seeotter erzeugen Geräusche in der Luft und im Wasser und verfügen über Geräuschproduktionsmechanismen wie die von Landsäugetieren. Ihre Lautäußerungen in der Luft werden als Bellen, Schreien, Grunzen, Heulen, Brüllen, Schnauben und Quietschen beschrieben. Unter Wasser werden sie als glockenartige Laute, Klicklaute, Triller, Trillerpfeifen und Pfeifen beschrieben. Die Töne werden durch die Vibration der Stimmlippen im Kehlkopf erzeugt, wenn die Luft von der Lunge durch den Kehlkopf in den Rachen und durch den Mund nach außen strömt. Der vom Kehlkopf erzeugte Ton wird durch Veränderungen der Position und Form der Wangenhöhle, der Zunge und der Lippen des Tieres modifiziert.
Männliche kalifornische Seelöwen, wie der oben abgebildete, bellen ausgiebig, wenn sie ihr Revier verteidigen. In der Luft werden diese Laute mit denselben Mechanismen erzeugt, die auch der Mensch benutzt. Bildnachweis: NOAA.
Odontocetes (Zahnwale) erzeugen eine Vielzahl von Tönen, darunter Klick- und Pfeiftöne sowie Stoßimpulse. Einige niederfrequente Töne können vom Kehlkopf erzeugt werden. Die meisten Töne, vor allem die höherfrequenten, werden von einem komplexen System aus Luftsäcken und spezialisiertem Weichgewebe erzeugt, das vibriert, wenn sich die Luft durch die Nasengänge bewegt. Der in den Luftsäcken erzeugte Schall wird durch das Fett der Melone kanalisiert. Die Melonenform kann vom Tier so verändert werden, dass ein schmaler oder breiter Schallstrahl erzeugt wird.
Im Gegensatz zu den Odontocetes verwenden die Mysticetes nach heutigem Stand der Wissenschaft nur einen Kehlkopf zur Schallerzeugung. Im Inneren des Kehlkopfes befindet sich ein dicker, u-förmiger Gewebekamm (die U-Falte, die den Stimmlippen anderer Säugetiere ähnelt). Sie befindet sich neben dem Kehlkopfsack, einem großen aufblasbaren „Beutel“. Bartenwale ziehen die Muskeln im Hals und im Brustkorb zusammen, so dass die Luft zwischen den Lungen und dem Kehlkopfsack strömt. Durch das abwechselnde Ausdehnen und Zusammenziehen von Lunge und Kehlkopfsack wird die Luft durch die U-Falte getrieben, wodurch sie vibriert und Töne erzeugt. Die Schwingungen des Kehlkopfsacks können sich als Schallwellen durch die ventralen Kehlfalten in das umgebende Wasser ausbreiten. Veränderungen der Form des Kehlkopfsacks können die Frequenz und/oder die Amplitude der erzeugten Töne verändern.
Schematisches Diagramm, das einen möglichen Mechanismus der Tonerzeugung bei Bartenwalen zeigt. Bartenwale kontrahieren die Muskeln in Hals und Brust, wodurch Luft zwischen den Lungen und dem Kehlkopfsack (rosa Gewebe in der Abbildung) strömt. Das abwechselnde Ausdehnen und Zusammenziehen von Lunge und Kehlkopfsack treibt die Luft über einen u-förmigen Geweberücken, die U-Falte (gelb), die dadurch in Schwingung versetzt wird und Töne erzeugt. Die Schwingungen des Kehlkopfsacks (grüne Linien) können sich als Schallwellen durch die ventralen Kehlfalten in das umgebende Wasser ausbreiten. Hinweis: Der Atmungstrakt des Wals ist rot dargestellt, der Verdauungstrakt blau und die dazugehörigen Knorpel weiß. Bildnachweis: Dr. Joy Reidenberg. Angepasst von Joy S. Reidenberg und Jeffrey T. Laitman. 2007. Entdeckung einer niederfrequenten Schallquelle bei Mysticeti (Bartenwalen): Anatomischer Nachweis eines Stimmlippenhomologs. Die Anatomische Akte. Band 290, Ausgabe 6, Seiten 745-759.
Meeressäuger erzeugen andere Töne, indem sie Teile ihres Körpers gegen die Wasseroberfläche schlagen. Das Schlagen mit dem Schwanz oder der Fluke ist bei Walen weit verbreitet. Die Schwanzschläge der Buckelwale erzeugen Breitbandtöne (30-12.000 Hz). Auch Große Tümmler benutzen ihre Schwänze zur Tonerzeugung. Kerplunks sind Geräusche, die entstehen, wenn ein Delfin seinen Schwanz und Unterkörper aus dem Wasser hebt und auf die Wasseroberfläche schlägt. Dies verursacht ein lautes Platschen und eine Spur von Luftblasen unter der Wasseroberfläche. Andere Körperteile, die typischerweise zum Klatschen verwendet werden, sind die Brustflossen und der gesamte Körper bei Ausfallschritten und Brüchen.
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Delphin-Kerplunk. Mit freundlicher Genehmigung von Connor, Heithaus, Berggren und Miksis.
Das Geräusch von Buckelwalen, die auf die Wasseroberfläche prallen, ist unter Wasser zu hören. Fotonachweis: Holly Morin.
Kieferklatschen wird über und unter Wasser durch kräftiges Schließen des Ober- und Unterkiefers erzeugt. Diese Geräusche signalisieren oft Aggression bei Zahnwalen.
Meeressäuger geben eine Vielzahl von Geräuschen ab, die zur akustischen Kommunikation genutzt werden können. Große Tümmler geben einen „Knall“-Laut von sich, wenn sie mit dem Kiefer klatschen. Foto ©Tom Kieckhefer.
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Tonclip bereitgestellt von Jennifer L. Miksis-Olds. Freigegeben unter Creative Commons License, nicht kommerziell – keine Ableitungen.
