A Studie veröffentlicht In Diversität bietet neue Erkenntnisse darüber, wie Zahnwale und Delfine mithilfe von Schallwellen durch die Unterwasserwelt navigierten.
Wale und Delfine, denen das Außenohr fehlt, verlassen sich bei der Navigation und Jagd im Dunkeln auf eine Technik namens Echoortung. Ähnlich wie das Schreien und das Lauschen auf Echos geben diese Tiere hohe Töne von sich, die von Objekten reflektiert und auf diese zurückgeworfen werden, sodass sie ihre Umgebung kartieren können.
Ihre Schädel und Weichteile in der Nähe und innerhalb des Blaslochs sind asymmetrisch, was bedeutet, dass eine Struktur auf einer Seite größer oder anders geformt ist als ihr Gegenstück auf der anderen Seite. Diese „Schieflage“ ermöglicht die Erzeugung von Ton. Gleichzeitig leitet ein fettgefüllter Unterkieferknochen Schallwellen zum Innenohr, sodass die Tiere lokalisieren können, woher Geräusche kommen (Richtungshören).
Dennoch ist nicht vollständig geklärt, wie Wale und Delfine dieses hochentwickelte „eingebaute Sonar“ entwickelt haben.
Jetzt ist die Forschung gemeinsam verfasst von Jonathan Geisler, Ph.D., Professor und Lehrstuhlinhaber für Anatomie am New York Institute of Technology, und Erstautor Robert Boessenecker, Ph.D., Paläontologe und wissenschaftlicher Mitarbeiter am University of California Museum of Paleontology , liefert wichtige Hinweise.
Die Forscher analysierten eine große Fossiliensammlung, zu der zwei alte Delfinarten der Gattung Xenorophus gehörten, von denen eine für die Wissenschaft neu ist. Diese Arten gehören zu den primitiven Vertretern der Odontoceti, der Unterordnung der Meeressäugetiere, zu der alle lebenden Echoortungswale und Delfine gehören.
Xenorophus war ein großes, etwa drei Meter langes Lebewesen, das vor 25–30 Millionen Jahren durch die Gewässer im Osten Nordamerikas schwamm und sich wahrscheinlich von Fischen, Haien, Meeresschildkröten und kleinen Meeressäugern ernährte. Äußerlich ähnelte er modernen Delfinen, hatte jedoch mehrere ineinandergreifende Backenzähne, ähnlich wie ein angestammtes Landsäugetier.
Ähnlich wie die heutigen Odontoceten wies Xenorophus eine Asymmetrie um das Blasloch auf, wenn auch nicht so ausgeprägt wie seine lebenden Verwandten. Bemerkenswert war auch eine deutliche Drehung und Verschiebung der Schnauze um mehrere Grad nach links. Frühere Studien an anderen Urwalen (Archaeozetenwalen) deuten darauf hin, dass diese „Schnauzenbiegung“ möglicherweise mit der asymmetrischen Platzierung von Fettkörpern im Kiefer zusammenhängt, wodurch das Richtungshörvermögen verbessert wird.
Xenorophus ging jedoch noch einen Schritt weiter. Die Fettkörper in seinem Unterkiefer, die bei Landsäugetieren wie Außenohren funktionierten, waren geneigt, was das Richtungshören noch verstärkte. Dieses Biegen der Schnauze und das Neigen der Fettkörper ähnelt möglicherweise den asymmetrischen Ohren von Eulen, die anhand ihrer Geräusche die genaue Position der Beute erkennen können.
Die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Xenorophus mit seiner weniger ausgeprägten Asymmetrie in der Nähe des Blaslochs möglicherweise nicht so gut darin war, hohe Töne zu erzeugen oder hohe Frequenzen zu hören wie lebende Odontozeten. Es war jedoch möglich, den Ort der Geräusche zu bestimmen. Daher markierte Xenorophus wahrscheinlich einen entscheidenden Übergang in der Geschichte, wie Wale und Delfine dazu kamen, die Echoortung zu nutzen.
„Während diese Asymmetrie bei anderen alten Walen zu beobachten ist, weist Xenorophus die stärkste aller lebenden oder ausgestorbenen Wale, Delfine und Schweinswale auf“, sagte Boessenecker. „Obwohl die Blasloch-fokussierte Asymmetrie bei heutigen Odontoceten auf Xenorophus und andere Verwandte zurückgeführt werden kann, ist das Verdrehen und Verschieben der Schnauze heute nicht mehr zu beobachten. Dies legt nahe, dass Xenorophus ein entscheidendes Puzzleteil für das Verständnis ist, wie Wale und … Delfine haben ihre Fähigkeiten zur Echoortung weiterentwickelt.“
Während sich viele Wissenschaftler auf die Symmetrie in der Natur konzentrieren, zeigt Geislers neue Studie laut Geisler, wie wichtig es ist, auch die Asymmetrie zu untersuchen.
„Biologische Symmetrie oder die Spiegelung von Körperteilen über anatomische Ebenen hinweg ist ein wichtiges Merkmal in der Evolutionsgeschichte von Tieren und Menschen. Unsere Forschung zeigt jedoch, dass Asymmetrie eine wichtige Rolle bei der Anpassung an unterschiedliche Umgebungen spielt, und dass Asymmetrie eine wichtige Rolle spielen sollte.“ „In Fossilien werden diese Phänomene genau untersucht, anstatt sie als individuelle Variation abzutun oder anzunehmen, dass sie durch geologische Verzerrungen verursacht werden“, sagt er.
Im nächsten Schritt werden die Forscher weitere Odontozeten untersuchen und nach der zur Seite gebogenen Schnauze suchen. Diese zukünftigen Studien könnten dabei helfen, festzustellen, ob die Funktion weit verbreitet war.
Mehr Informationen:
Robert W. Boessenecker et al., Neue Skelette der antiken Delfine Xenorophus sloanii und Xenorophus simplicidens sp. Nov. (Mammalia, Cetacea) aus dem Oligozän von South Carolina und die Ontogenese, funktionelle Anatomie, Asymmetrie, Pathologie und Evolution der frühesten Odontoceti, Diversität (2023). DOI: 10.3390/d15111154
Bereitgestellt vom New York Institute of Technology, New York Tech