Fledermäuse besiegen Delphine im Kampf um den besten Sonar.

Aber die Delfine sind auch keine Slouches.

Jeden Sommerabend tauchen 1,5 Millionen Fledermäuse unter der Congress Avenue Bridge in Austin, Texas, auf der Suche nach ihren Lieblingsspeisen von Moskitos und anderen Insekten auf. Um ihre winzige fliegende Beute zu verfolgen, geben die Fledermäuse hohe Geräusche von sich, die von einem Insekt zurück zu den großen Ohren der Fledermaus lenken. Die Informationen aus diesem Prozess der Echoortung sagen den fliegenden Säugetieren den genauen Weg ihrer schnelllebigen Nahrung.

Aber woher weiß ein einzelner Schläger in einem Schwarm von Tausenden, dass der Ping, den er registriert, nicht das Echo eines anderen Schlägers ist? Die Navigation durch diese potenzielle Störung, das so genannte Sonar-Jamming, ist jedoch nicht nur Sache der Fledermäuse. Delphine und andere Tiere, die auf Echoortung angewiesen sind, müssen auch Wege finden, um das Labyrinth der um sie herum quietschenden Schallwellen zu umgehen.

Die Menschen wollen herausfinden, wie Fledermäuse und Delfine das machen, denn diese Tiere sind es, was Laura Kloepper, Assistenzprofessorin für Biologie am Saint Mary’s College in Indiana, als „‚Bioinspiration‘ bezeichnet, die uns hilft, technologische Lösungen für Probleme in unserem Alltag zu finden. Die eingebaute Biologie einer echolokierenden Fledermaus birgt Geheimnisse, die den Menschen helfen würden, bessere „aktive Sensorik“-Geräte zu entwickeln, die das Verhalten von Fledermäusen nachahmen.

Ursprünglich nutzten die Menschen aktive Sensorik, um Küstengewässer mit U-Booten zu verteidigen oder die Tiefen des Ozeans zu erforschen. Aber jetzt, sagt Kloepper, wenden wir uns zunehmend an ihn, wenn es um alltägliche Bedürfnisse wie Robotersauger oder selbstfahrende Autos geht. Der Haken, sagt sie, ist, dass „Fledermäuse und Delfine für uns immer noch ein Geheimnis sind.“ Je mehr Forscher herausfinden können, wie sie echolokieren, desto mehr können wir den technologischen Fortschritt nutzen. Zu diesen möglichen Entwicklungen gehören Sensoren, die störende Echos von denen unterscheiden können, die wichtig sind.

Klöpper machte die Macht der aktiven Wahrnehmungsfähigkeiten von Fledermäusen in einer Präsentation auf dem 176. Treffen der Acoustical Society of America deutlich, die Fledermäuse mit den beeindruckenden echolokierenden Fähigkeiten von Delfinen verglich. Als Fledermausforscherin beschrieb sich Kloepper als nachdrücklich auf „Team Bat“, obwohl sie sich auf Delfine verließ, um ihren Standpunkt darzulegen. Ihre Arbeit, sagt sie, ist die erste derartige Studie darüber, wie Delfine um das Jammen von Sonaren herum navigieren.

In ihrem Vortrag erzählte Kloepper, wie ihre Forschungsgruppe ein Delfinpaar mit synthetischen delfinartigen Klicks bombardierte, um zu versuchen, sie zu verwirren, indem sie zwischen zwei Optionen wählte. Ihr Team forderte die Meeressäuger heraus, indem es Tricks wie die Einstellung des Winkels der Lautsprecher, die die Geräusche aussenden, durchführte, um sie zu verwirren, während sie sich auf ihre Ziele ihrer Wahl einließen. Was die Menschen lernten, war, dass Delphine zwei mögliche Strategien anwenden, um den Unsinn zu blockieren. Sie ändern entweder die Frequenz ihrer Anrufe auf eine höhere oder niedrigere Tonhöhe oder sie ändern das Timing. Entweder zwicken gibt einem Delfin einen persönlichen Anruf, eine Signatur, die er auf dem Echo erkennen kann.

Sehen Sie sich die Video- und Tonausgabe eines Harris Falken an, der zwischen Fledermäusen fliegt. Kredit: Laura Kloepper

Kloepper hat natürlich auch Fledermäuse studiert. Für diese Forschung verwendet sie eine so genannte „biologische Drohne“, einen ausgebildeten Harris Falken namens Belle. Mit einer winzigen Kamera und einem Mikrofon geschmückt, flüchtet Belle inmitten von Fledermausschwärmen und zeichnet ihre vielen Anrufe für die Wissenschaft auf. Kloepper sagt, der Grund, warum sie Falken benutzt, neben der Tatsache, dass „Falken sind supercool“, ist, dass es nicht ideal wäre, eine normale Drohne mit drehenden Propellern in einen dichten Fledermausschwarm zu schicken. Ihr Team benutzt Drohnen bei Nachtschwärmen, wenn die Fledermäuse in größeren Abständen voneinander fliegen und weniger wahrscheinlich mit der Maschine kollidieren.

Der Klick eines Delfins ist etwa 20 Sekunden so lang wie der Ruf eines Schlägers. Dieser Unterschied, sagt Kloepper, lässt Fledermäuse besser in der Lage, subtile und mehrschichtige Optimierungen an ihren Rufen vorzunehmen. Während ein Delfin das Tempo oder die Tonhöhe ändern kann, hat eine Fledermaus ein etwas nuancierteres Repertoire, um mit dem Jammen umzugehen. „Delphine machen impulsive Signale, die wie Klicks klingen – so etwas wie, wenn man mit den Fingern zusammenschnippt“, sagt Kloepper – wo Fledermausrufe eher wie menschliches Pfeifen sind. „Sicher, wir könnten einige der Eigenschaften unseres Fingerschnippens leicht ändern“, bemerkt sie, „aber man könnte seine Pfeife in der Tonhöhe nach oben oder unten gehen lassen oder sogar zwischen den Tonhöhen springen lassen, und man kann steuern, wie lang seine Pfeife ist.“ Fledermäuse zeigen ein ähnliches Maß an Feinkontrolle über ihre Echoortung, sagt sie.

Das Ergebnis ist, dass Fledermäuse nicht nur bewegte Beute erkennen und verfolgen können, sondern auch die Texturen verschiedener Objekte spüren können, sagt Erin Gillam, eine außerordentliche Professorin für Biowissenschaften an der North Dakota State University, die nicht an der Delphinarbeit beteiligt war. Sie steht auch auf der Seite des Team Bat, weil die Tiere „die coolsten sind“, und fügt hinzu: „Delphine sind zu einer gewissen Flexibilität fähig, aber nicht annähernd so viel wie Fledermäuse“.

Trotz einer scheinbaren Verzerrung durch das Team Bat „beweisen meine Ergebnisse wirklich nicht die Überlegenheit von Fledermäusen“, sagt Kloepper. Es ist nur so, dass „Fledermäuse viel längere Anrufe haben und dafür bekannt sind, sich in massiven Gruppen zu echolotisieren, weshalb ich argumentiere, dass Fledermäuse gewinnen, wenn es darum geht, Jammen zu vermeiden“.

Aber das Geheimnis, wie Fledermäuse diese jammende Ausweichmanöver durchziehen, bleibt bestehen. Der nächste Schritt der Forscher bei der Lösung dieser Herausforderung ist es, sich auf einzelne Fledermäuse und ihre Rufe zu konzentrieren. Kloepper sieht „neue elektronische Geräte, die auf unsere Drohne und unseren Falken gehen werden, die es uns ermöglichen werden, wirklich zu Hause zu sein, auf welcher Fledermaus sie ihren Anruf machen, wenn sie sich inmitten dieser riesigen Gruppe befindet“.

Auch die Delfine werden nicht ausgelassen. Klöpper plant, ihre Arbeit zu erweitern, indem sie die gesprächigen Meeressäuger mit noch mehr Interferenzen herausfordert, um zu sehen, ob sie sich noch echolokieren können.

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