Stimmapparat von Pottwal, Delfin und Co

Nase statt Rachen: Diese aus Scans erstellte Aufnahme zeigt, wo bei einem Schweinswal der Stimmapparat sitzt. Anders als bei Mensch oder Vogel produzieren die Zahnwale ihre vielfältigen Laute nicht mit dem Kehlkopf, sondern mit einem speziellen Stimmapparat in ihrer Nase – dem hinter dem Blasloch sitzenden Teil der Atemwege. Dies ermöglicht es Delfinen, Orcas, Pottwal und Co, ihre lauten Klicklaute mit sehr wenig Luft zu erzeugen.

Pottwal, Delfin, Orcas und andere Zahnwale sind wahre Meister der Lauterzeugung: Sie produzieren nicht nur die für ihre Echoortung nötigen Klickgeräusche, sondern auch Pfiffe und weit durch den Ozean hallende Rufe. Der Pottwal kann mithilfe seines großen Schallorgans im Vorderkopf sogar 230 Dezibel laute Töne erzeugen. Der Stimmapparat der Orcas und Belugas ist sogar so anpassungsfähig, dass diese Zahnwale selbst die menschliche Stimme nachahmen können.

Wo erzeugen die Zahnwale ihre Laute?

Unklar war allerdings bisher, wie die Zahnwale diese Vielfalt an unterschiedlichen Lauten produzieren. Wir Menschen nutzen den komplexen Stimmapparat unseres Kehlkopfs in Verbindung mit den Atemwegen, um die verschiedenen Register unserer Laute zu erzeugen. Die Spanne reicht dabei von tiefen, eher krächzenden Tönen, dem sogenannten Vocal Fry, über die normale Sprechstimme bis zu hohen Kopftönen, beispielsweise beim Jodeln.

Zahnwale besitzen zwar ähnlich wie wir einen Kehlkopf. Doch gerade beim tiefen Tauchen reicht die in der Lunge der Meeressäuger verbliebene Luft nicht aus, um druckvolle Laute wie das Echoortungsklicken zu erzeugen. Stattdessen gibt es schon länger Hinweise darauf, dass Delfin, Orca und Co ihre Klicklaute mit der Nase produzieren. Wie genau dies von statten geht, blieb aber unklar. Ein Team um Peter Madsen von der Universität Aarhus in Dänemark hat dieses Rätsel nun gelöst.

Stimmlippen in der Nase

Wie die Forschenden herausfanden, verfügen die Zahnwale einen speziellen Stimmapparat in ihrer Nase – dem hinter dem Blasloch liegenden Trakt von Delfin, Schweinswal und Co. Dieser nasale Stimmapparat funktioniert nach ähnlichem Prinzip wie unser Kehlkopf oder die Syrinx der Vögel. Auch die verschiedenen Laute der Zahnwale entstehen Stimmbänder, die von der ausströmenden Luft in Schwingung versetzt werden.

Der nasale Stimmapparat ist im obigen Bild in Form der beiden gelben Strukturen am Oberkopf des Schweinswals zu erkennen. „Die Evolution hat diesen Apparat von der Luftröhre in die Nase verlagert, was einen viel höheren Antriebsdruck ermöglicht – bis zum Fünffachen dessen, was ein Trompetenspieler erzeugen kann“, erklärt Madsen. „Dieser hohe Druck ermöglicht es den Zahnwalen, die lautesten Töne im Tierreich zu erzeugen.“

Mehrere Stimmregister wie wir Menschen

Wie wir Menschen können die Zahnwale mit ihrem Stimmapparat verschiedenen Stimmregister produzieren. Das tiefe, krächzende „Vocal Fry“ dient dabei zur Erzeugung der Echo-Klicklaute. „Während des Vocal Fry sind die Stimmlippen nur für eine sehr kurze Zeit geöffnet“, erklärt Koautor Coen Elemans von der Universität Süddänemarks. „Daher benötigen die Wale nur sehr wenig Luft für dieses Stimmregister. Dies macht es besonders geeignet für die Echoortung.“ Selbst bei der Beutejagd in großen Tauchtiefen können Orcas, Delfine oder Pottwale so noch laute Klicks von sich geben.

Für die Kommunikation mit Artgenossen nutzen die Zahnwale dagegen zwei höhere Register, die unserer Brust- und Kopfstimme entsprechen. Damit sind Menschen und Vögel nicht mehr die einzigen Tiere, die über mehrere Register der Lauterzeugung verfügen – auch Delfin, Schweinswal und Co können dies. (Science, 2023; doi: 10.1126/science.adc9570)

Quelle: University of Southern Denmark