Whiskers besiegeln den Deal

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Es ist leicht, die Schnurrhaare eines Robben zu übersehen, wenn er mit diesen Welpenaugen und seiner lächelnden Schnauze konfrontiert wird. Aber es sind diese vibrationsempfindlichen Schnurrhaare, die die geheime Waffe im Arsenal der Robben sind, die es ihnen ermöglichen, Beute zu finden und zu jagen, die sie nicht sehen oder hören können.

Seehunde ( Phoca vitulina ) haben wie viele Säugetiere empfindliche Barthaare, die als spezialisierte Berührungsorgane fungieren. In einem landschluckenden Tier wie der Ratte arbeiten Schnurrhaare, indem sie gegen Objekte im Rattenpfad streichen. Die Bewegungen der Schnurrhaare werden von Bewegungserfassungszellen in einem stark innervierten Haarfollikel erkannt, und diese Nerven geben Informationen über die Richtung, Geschwindigkeit und Dauer der Whiskerbewegung an das Gehirn weiter, so dass das Tier den Ort, die Größe und die Position erkennen kann andere Details des Objekts. Ratten haben ungefähr 100-200 Nervenzellen an der Basis von jedem Whisker. Seehunde haben näher zu 1.500.

Seehunde benutzen ihre Whiskers (der Fachausdruck für Vibrissen) in ähnlicher Weise wie Ratten, nur sie tun es unter Wasser. Seebärken erkennen Störungen im Wasser und geben ihnen Informationen über ihre Umgebung. Für Robben, die in dunklen oder trüben Gewässern nach Fischen suchen, können Schnurrhaare unsichtbare hydrodynamische Spuren aufspüren, die von der Beute zurückgelassen wurden. Robben verwenden ihre Schnurrhaare, um diese Spuren zu erkennen und zu interpretieren.

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Wissenschaftler wie Wolf Hanke vom Meeresforschungszentrum der Universität Rostock testen, wie Robben die Welt mit ihren extrem empfindlichen Schnurrhaaren wahrnehmen. Er und seine Kollegen Guido Dehnhardt, Björn Mauck und Horst Bleckmann zeigten, dass Seehunde mit verbundenen Augen ihre Whisker verwenden können, um die hydrodynamischen Spuren von Miniatur-U-Booten über mehr als 130 Fuß zu entdecken und zu verfolgen. Hanke war Co-Autor einer Studie, in der ein Seehund erfolgreich geübt wurde, um den Weg zu suchen und zu verfolgen, der im Wasser von einem anderen Seehund zurückgelassen wurde, nachdem das die Spur erzeugende Siegel das Wasser verlassen hatte.

Diese Experimente demonstrierten die exquisite Sensitivität von Seal Whisker, geben aber nicht viel darüber preis, wie Robben ihre Whiskers unter natürlichen Bedingungen verwenden. In der Wildnis verwenden die Robben wahrscheinlich ihre Schnurrhaare, wenn sie nach einem Fischessen suchen. Unterwasser, trübe oder dunkle Bedingungen können das Sehen einschränken, und das Hören ist oft nutzlos, da schwimmende Fische normalerweise still sind. Wasserbewegungen im Gefolge von Fischen können jedoch mehrere Minuten andauern und hydrodynamische Spuren beträchtlicher Länge erzeugen. Diese Wasserwege sind wahrscheinlich wichtig für den Erfolg der Jagd auf Seehunde.

Die nächste Frage war, wie sich ein Seehund mit einem fischähnlicheren hydrodynamischen Pfad entwickeln würde. Doktorand Sven Wieskotten hat sich mit Hanke, Dehnhardt, Mauck und Lars Miersch zusammengetan, um herauszufinden, wie lange eine Robbe eine von einer sich bewegenden Flosse erzeugte Spur verfolgen kann. Die Studie wurde 2010 im Journal of Experimental Biology veröffentlicht .

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Das vielleicht wichtigste Mitglied dieses experimentellen Teams war Henry, ein heute 12-jähriger Seehund, der im Marine Science Center in Deutschland lebt und eine bemerkenswerte Forscherkarriere hat. Henry ist ausgebildet, bestimmte Aufgaben im Austausch gegen Hering zu übernehmen, und hat eine lange Geschichte der Teilnahme an solchen Experimenten. In diesem Experiment wurde ein Henry mit verbundenen Augen und Kopfhörer trainiert, um auf die hydrodynamische Spur eines künstlichen Fisches zu reagieren, solange er es erkennen konnte. Der künstliche Fisch war im Wesentlichen eine Gummiflosse auf einem Stock, die Bewegungen ähnlich der Schwimmbewegung eines echten Fisches erzeugte. Die Augenbinde und der Kopfhörer sorgten dafür, dass Henry keine visuellen oder akustischen Signale verwendete und somit nur davon abhing, was seine Schnurrhaare ihm sagten. Wieskotten und Hanke trainierten Henry für diese Aufgabe in einer Box mit ruhigem Wasser. Henry wurde trainiert, seinen Kopf unter Wasser zu stecken, als die Gummiflosse durch das Wasser gefegt wurde und sich entweder nach links oder nach rechts bewegte. Das Siegel zeigte an, in welche Richtung sich die Flosse bewegte, indem sie den Kopf in die richtige Richtung richtete.

Nach zwei Monaten Training erlaubte das Team Henry, fünf Sekunden, nachdem die Flosse durch das Wasser gefegt war, in das Gehege zu schwimmen. Nur von seinen Schnurrhaaren geleitet, konnte Henry mit mehr als 90% Genauigkeit richtig erkennen, in welche Richtung sich die Flosse bewegt hatte. Wieskotten und Hanke vergrößerten allmählich die Länge der Verzögerung und waren überrascht, als Henry selbst nach einer Verzögerung von 35 Sekunden die richtige Richtung der Flosse mit 70% Genauigkeit anklagte. Nach 40 Sekunden konnte er dem Trail jedoch nicht mehr folgen.

In 35 Sekunden könnte ein Fisch mehr als 200 Fuß Ozean bedecken. Der Nachweis von Beute aus dieser Entfernung konkurriert mit den Echoortungsfähigkeiten von Delfinen und Walen. Wie geht es Henry? Die Forscher stellten fest, dass ein schwimmender Fisch eine Reihe von Wirbeln im Wasser erzeugt, die nach der Weiterbewegung des Fisches einige Zeit anhalten. Henrys Schnurrhaare erkennen diese Wirbel und könnten sogar in der Lage sein, die Struktur der Wirbel und Strahlen der Spur zu analysieren, um mehr über ihre Quelle herauszufinden.

Die Größe und Form eines Fisches kann die Struktur dieses Kielwassers beeinflussen, was die Frage aufwarf: Könnte eine Robbe aufgrund ihrer hydrodynamischen Spuren zwischen verschiedenen Objekten, sogar verschiedenen Fischarten, unterscheiden? Wieskotten und Hanke brachten das Team zusammen, um diese Frage in einem neuen Experiment zu beantworten, das 2011 im Journal of Experimental Biology veröffentlicht wurde .

Henry legte seine Augenbinde und Kopfhörer an und nach mehr als sechs Monaten Training war er bereit, seine Fähigkeiten zu zeigen. Wieskotten und Hanke interessierten sich für Henrys Fähigkeit, zwischen den hydrodynamischen Spuren unterschiedlich großer Paddel zu unterscheiden. In einer großen Kiste in der Robbenhülle fegte ein Elektromotor ein Paddel um das Wasser. Henry durfte drei Sekunden, nachdem das Paddel seinen Schwung beendet hatte, die Box betreten. Im ersten Teil des Experiments unterschieden sich die Paddel nur in der Größe, nicht in der Form. Das Team fand heraus, dass Henry die Aufwinde von Paddeln unterscheiden konnte, die sich um nicht weniger als 2,8 cm Breite unterschieden.

Wieskotten und Hanke testeten daraufhin Henry mit einer Vielzahl von Paddelformen und forderten ihn auf, zwischen den Spuren von dreieckigen, zylindrischen, flachen und wellenförmigen Paddeln zu unterscheiden. Er war erfolgreich darin, zwischen den flachen und zylindrischen Paddeln, den flachen und den wellenförmigen Paddeln und den wellenförmigen und zylindrischen Paddeln zu unterscheiden, nachdem sie durch die Box gekehrt worden waren. Er hatte jedoch Schwierigkeiten, das dreieckige Paddel von den wellenförmigen oder zylindrischen zu unterscheiden.

Hanke, Wieskotten und ihre Kollegen sind der Meinung, dass die bemerkenswerten Barthaare viel darüber aussagen, wie Robben in dunklen Meerestiefen Fische jagen. Empfindliche Barthaare könnten es Robben ermöglichen, Fische unterschiedlicher Größe und Form zu unterscheiden und ihr Jagdverhalten auf bestimmte Beutetiere abzustimmen. Seehunde können auch sagen, ob ein bestimmter Fisch von seinem Kielwasser die Zeit und die Mühe wert ist und sich auf die Fische mit der höchsten Kalorienbelohnung konzentrieren.

Diese Experimente zeigen, dass die empfindlichen Whiskers von Robben in der Lage sind, winzige Störungen im Wasser zu erkennen, wie die winzigen Spuren von Wirbeln, die ein Fisch bis zu einer halben Minute zurückgelassen hat. Und Robben haben die Fähigkeit, eine hydrodynamische Spur zu analysieren, um etwas über die Größe und Form ihres Herstellers zu erfahren. Im Ozean, wo Sehen und Hören nicht immer hilfreich sein können, können Seehunde diesen Wachen folgen, wie ein Hund, der einer Geruchsspur an Land folgt.