Studie zeigt, dass Tiere wie Grillen den Boden nutzen, um ihre Rufe zu verstärken

Wenn auf dem Boden sitzende Tiere „singen“ – etwa beim Zirpen von Grillen – nehmen Lautstärke und Reichweite dramatisch zu, und zwar um das Zehnfache. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie westlicher Forscher. veröffentlicht heute im Journal PNASwiderspricht der seit langem vorherrschenden Überzeugung im Bereich der Tierkommunikation, die davon ausgeht, dass der Boden ein Hindernis für die Schallübertragung darstellt.

„Grillen sind ein großartiger Testfall, um zu verstehen, wie sich die Kommunikation bei Tieren entwickelt, weil es so viele von ihnen gibt“, sagte die Hauptautorin der Studie, Erin Brandt, eine ehemalige Postdoktorandin in der Abteilung für Biologie von Western. „Sie sind über diesen gigantischen Evolutionsbaum verteilt und nutzen unterschiedliche Strategien, um die Effizienz ihrer Anrufe zu maximieren.“

Grillen nutzen ihre Flügel zum Rufen oder „Zwitschern“, um Partner anzulocken. Einige Grillenarten, zum Beispiel die Baumgrillen, bauen sogar Werkzeuge, sogenannte Schallwände (indem sie Löcher in die Blätter schnitzen), um ihnen zu helfen, lauter zu sein.

Um dieses natürliche Phänomen besser zu verstehen, entwarfen Brandt und ein Team unter der Leitung von Natasha Mhatre, Canada Research Chair für Neurobiologie wirbelloser Tiere, Computermodelle, die den Gesang verschiedener Grillen simulierten. Die Modelle deckten ihren gesamten natürlichen Größen- und Frequenzbereich ab, den die Forscher anhand der Flügel und Gesänge von mehr als hundert Grillenarten maßen und dabei sorgfältig Daten aus Papieren, Museumsexemplaren und Online-Datenbanken sammelten.

Nachdem die Grundlinie festgelegt war, testeten Mhatre, Brandt und die Studenten Sarah Duke und Honglin Wang als nächstes, ob das Hinzufügen des akustischen Werkzeugs, der Schallwand, die Effizienz der Lieder für Bodengrillen steigerte. Sie fanden heraus, dass Ja, alle Grillen von Leitblechen profitieren könnten.

Aber wenn das der Fall ist und die Verwendung von Werkzeugen wie Leitblechen so vorteilhaft ist, warum nutzen sie dann nicht mehr der über 6.000 Grillenarten?

„Wir dachten, dass die Umgebung, in der sie sangen, etwas an sich hatte, das Werkzeuge nur für die wenigen Arten, die sie nutzen, zu einer guten Option machte“, sagte Brandt.

Um tiefer einzutauchen, modellierten die Forscher ihre computergenerierten Umgebungen realistischer, indem sie Elemente wie Boden und Vegetation hinzufügten. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass sich die akustische Effizienz (Lautstärke und Reichweite) von Tieren, die an Land sangen, um mehr als das Zehnfache des normalen Ertrags steigern konnte.

„Was wir von Grillen lernen, ist, dass man, wenn man klein und effizient in der Erzeugung von Geräuschen ist, viel lauter werden kann, wenn man sich in Bodennähe aufhält“, sagte Mhatre. „Stellen Sie Ihren Lautsprecher nicht in die Bäume. Wenn Sie laut sein wollen, stellen Sie ihn auf den Boden, und Sie werden es tatsächlich besser machen.“

Durch eine eingehendere Untersuchung der Literatur zur Akustik entdeckten sie, dass nicht nur Grillen von der Nutzung des Bodens als Verstärker profitieren können. Wölfe, Brüllaffen, Frösche und sogar die winzige Zikade würden lautere Rufe erzeugen, wenn sie den Boden (oder eine andere relativ flache Oberfläche, wie Wasser oder einen Baumstamm) in ihre Kommunikationsstrategie integrieren würden.

Dieses Prinzip, den Zusammenhang zwischen Gesangsanstrengung und Schallleistung zu berücksichtigen, fehlte in der bisherigen Tierakustikforschung, sagen die Forscher, sodass einige grundlegende bioakustische Theorien möglicherweise geändert werden müssen.

„Die Physik besagt, dass das, was wir über Grillen herausgefunden haben, für alle Tiere gelten sollte. Diese Studie hat das Potenzial, uns dazu zu bringen, Lehrbücher über Tierkommunikation zu überarbeiten“, sagte Brandt, jetzt Postdoktorand an der University of Chicago.

Mhatre, ein weltweit führender Experte für Baumgrillen und akustische Kommunikation, ist ebenfalls begeistert von den Erkenntnissen der Studie über den Werkzeuggebrauch im Tierreich.

„Es gibt eine vorherrschende Hypothese, die schon existiert, solange wir Tierwerkzeuge untersuchen. Sie besagt, dass Werkzeuge für Tiere keinen wirklich großen Nutzen bringen und sie daher ungewöhnlich sind“, sagte Mhatre. „Aber hier ist eine Studie, in der wir ein Tool nehmen und die genaue Ausbeute beziffern könnten, um diese Hypothese wirklich zu testen. Es stellt sich heraus, dass sie nützlich sind, aber es gibt mehr als eine Möglichkeit, laut zu sein.“