Store næser gør tandhvaler succesfulde: størrelsen er vigtig for tandhvalers biosonar

Et nyt studie viser, hvordan tandhvaler – delfiner, marsvin og kaskelotter – alle har omdannet deres næser til lydgeneratorer, som med en snæver, intens lydkegle hjælper dem til at ekkolokalisere byttedyr. I takt med, at de forskellige arter har vokset sig større, er deres næser vokset uforholdsmæssigt større: Hos en voksen han-kaskelot kan lydgeneratoren udgøre op til en tredjedel af kroppen.

15.11.2018 | Peter F. Gammelby

Et dansk marsvin.

Kaskelotters kæmpe næse, som bruges til at producere ekkolokaliseringslyde, eksemplificerer hvordan tandhvaler har investeret mere i lydproduktionsorganer i takt med at de har vokset sig større, drevet af et evolutionært behov for at finde bytte så langt væk som muligt. Foto: Chris Johnson

Små tandhvaler, som det danske marsvin, ekkolokaliserer med langt højere frekvenser end større tandhvaler, men med en lydstråle der er næsten lige så snæver som hos en kaskelot. Foto: Ecomare/Salko de Wolf [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

Det kan godt være, at det ikke virker særlig effektivt at lede efter ens frokost i mørket med blot en spinkel lys-kegle fra en lommelygte til hjælp. Men hvis man skifter lys ud med lyd, så er det omtrent sådan, nogle af jordens største rovdyr finder og fanger deres bytte.

En ny artikel i det videnskabelige tidsskrift Current Biology viser, hvordan tandhvaler – delfiner, marsvin og kaskelotter – alle har udviklet en snæver men intens lydstråle til at ekkolokalisere byttedyr. Denne højt fokuserede sans har gjort tandhvaler i stand til at etablere sig som toprovdyr i alle klodens oceaner.

For 32 millioner år siden skilte tandhvalers forfædre sig ud, da de udviklede evnen til at ekkolokalisere: Ved at udsende korte ultralydsklik og analysere de tilbagevendende ekkoer blev denne gren af hvaler i stand til at orientere sig og endda finde føde i totalt mørke og i mudret vand, blot ved hjælp af lyd.

Denne udvikling gjorde tandhvaler i stand til at etablere sig som toprovdyr i en bred række af akvatiske miljøer, fra ferskvandsfloder i Amazonas og Asien til de store vidder og enorme dybder i verdenshavene.

En stor næse giver et endnu større klik

Nu har en international gruppe forskere under ledelse af Frants Havmand Jensen fra Århus Institute of Advanced Studies undersøgt, hvordan evolution har formet de lydsignaler, som tandhvaler bruger til at ekkolokalisere. Studiet viser, hvordan tandhvaler har udviklet kraftigere og mere lavfrekvente ekkolokaliserings-signaler i takt med, at de er vokset større. Overraskende nok fandt forskerne, at energien i ekkolokaliserings- signalerne stiger næsten dobbelt så meget som forventet ud fra simpel skalering.

“Normalt vokser kropsdele proportionalt med resten af kroppen, men i takt med, at tandhvaler har vokset sig større, ser de ud til at have investeret mere i deres lydgenerator,” siger Peter Teglberg Madsen, der er professor i zoofysiologi på Århus Universitet og medforfatter på studiet.

“Dette reflekterer en evolutionær selektion for en lang ekkolokaliserings-afstand, som har ført til, at større tandhvaler er i stand til at ekkolokalisere bytte på langt større afstande og dermed jage mere effektivt i åbne oceaner eller i dybhavet,” siger Frants Havmand.

Den fortolkning er bedst illustreret ved at kigge på kaskelot-hvalen. Kaskelottens næse, der fungerer som både lydgenerator og hjælper med at fokusere ekkolokaliseringslydene, kan i voksne hanners tilfælde fylde helt op til en tredjedel af kropsmassen.

En snæver lydstråle hjælper tandhvaler med at fokusere på deres bytte

Studiet var støttet af AIAS-COFUND stipendier fra Aarhus Institute of Advanced Studies under EU’s FP7 program (#609033). Videre støtte er givet af Forskningsrådet for Natur og Univers samt Carlsbergfonden.

Men hvor tandhvalers størrelse har en stor effekt på, hvor højlydte ekkolokaliserings-signaler de forskellige arter bruger, så er der en fællesnævner for alle arter uanset kropsstørrelse: Både de danske marsvin og kaskelothvaler bruger en snæver lydstråle til at ekkolokalisere deres bytte.

“Dette ligner meget den måde, vores eget syn fungerer på – vi har et lille stykke af vores synsfelt, hvor vi ser bedst, og vi vender så det synsfelt hen mod objekter, vi er interesserede i,” siger Peter Teglberg, og tilføjer:

”Den meget snævre lydstråle kan derfor hjælpe tandhvaler med at afkode komplekse omgivelser med mange forskellige ekkoer.

Samtidig er der en mængde andre fordele ved at fokusere ekkolokaliseringslyde i en snæver lydstråle:

”En snæver biosonar kan også finde byttedyr på længere afstand, og resulterer dermed i sidste ende i mere effektiv fødesøgning,” tilføjer Frants Havmand, som nu arbejder på University of St Andrews i Scotland.


Artiklen i Current Biology kan findes her.

Kontakt

Adjunkt Frants Havmand Jensen,
Tlf: +45 5022 3282
Email: frants.jensen@gmail.com
Twitter: @frantsjensen

Offentligheden / Pressen