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Fische als Ton-Ingenieure

Wissenschaftler der UR haben die Sprache von Glasmesserfischen erforscht


Pressemitteilung vom 28. Februar 2017

Fische werden wohl überall auf der Welt geschätzt, vor allem auf dem Teller oder an der Sportangel. Die kognitiven Fähigkeiten dieser „niederen Wirbeltiere“ gelten jedoch als eher beschränkt, jedenfalls im Vergleich zu anderen Wirbeltieren; auch hätten sie nach herkömmlicher Meinung kein Schmerzempfinden. Zu Unrecht, findet J. Balcombe des Humane Society Institute for Science and Policy (Washington, D.C.) in seinem Bestseller „What a fish knows. The inner life of our underwater cousins“, in dem er zeigt, zu welch staunenswerten Sinnes-, Orientierungs-, Lern- und Intelligenzleistungen Fische fähig sind.

Prof. Dr. Bernd Kramer, Institut für Zoologie an der Universität Regensburg, hat das hochentwickelte Kommunikationssystem südamerikanischer Glas-Messerfische „Eigenmannia virescens“ erforscht, die ein Beispiel für Balcombe’s These sind. Diese besitzen wie andere Messerfische (Gymnotiformes) ein elektrisches Organ, das lebenslang ein elektrisches Signal von sinusähnlicher Kurvenform und individuell variabler Frequenz zwischen 250 – 600 Hertz sendet. Die gesellig lebende, nachtaktive Eigenmannia überwacht ihre eigenen und die elektrischen Signale von Artgenossen mit Hilfe ihrer Elektrorezeptor-Organe, die dem Oktavo-Lateralis-Sinnessystem angehören. Dieses Sinnessystem umfasst auch die bei allen Fischen vorhandenen mechanosensiblen Seitenlinienorgane. Die „elektrischen Stimmen“ von „Eigenmannias“ Artgenossen sind jedoch nur als Überlagerung mit dem eigenen Signal verfügbar, ähnlich wie in einer gut besuchten Wirtschaft, in der man kaum sein eigenes Wort versteht. Trotzdem gelingt es „Eigenmannia“, nicht nur die Sende-Frequenz eines Artgenossen im Verhältnis zur eigenen zu bestimmen und – falls sie der eigenen zu ähnlich ist – ihr auszuweichen, sondern auch noch die Individuen zu unterscheiden. Jungtiere erzeugen ein fast reines Sinussignal mit nur wenigen, schwachen Harmonischen oder Obertönen, in der Klangfarbe einem stumpfen Flötenton vergleichbar (Obertöne sind nach J. Fourier, 1768 – 1830, ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz). Weibchen erzeugen mehr und intensivere Obertöne, nochmals gesteigert bei erwachsenen Männchen, deren hörbar gemachte Signale einem brillanten Geigenton ähneln. Damit korreliert die Signal-Kurvenform: vom beinahe symmetrischen Sinussignal der Jungtiere zu einer periodischen Folge breiter Pulse bei den Männchen (das Integral über die Zeit ist bei allen gleich Null). Diese und andere Kurvenformen rekonstruiert „Eigenmannia“ aus der elektrosensorischen Analyse des Überlagerungssignals, das eine minimale Differenzfrequenz besitzen muss, einer sog. Schwebung.


Eigenmannia

Der südamerikanische Glas-Messerfisch „Eigenmannia virescens“. Im "Kinnbereich" sind die Elektrorezeptor-Organe als helle Punkte zu erkennen.
Foto: Prof. Dr. Bernd Kramer


In futterbelohnten Dressurexperimenten mit synthetischen Signalen unterschied „Eigenmannia“ selbst Signale gleichen Obertongehalts, deren Harmonische lediglich gegeneinander zeitverschoben waren, und die sich daher in der Kurvenform unterschieden. Solche hörbar gemachten Signale können wir Menschen nicht unterscheiden, sonst hätte es keine HiFi-Schallplatten und Musik-Kassetten geben können, deren Aufnahmetechnik frequenzabhängige Phasenverschiebungen bedingt. Für „Eigenmannia“ wären diese Aufnahmen sehr wohl unterscheidbar und daher nicht gut genug.

Es ist nicht bekannt, wann und wie die Vorfahren der Messerfische, von denen es weit über 100 Arten gibt, darauf kamen, artspezifische Phasenverschiebungen der Obertöne des elektrischen Signals auszunützen um innerartliche und zwischenartliche Individualität zu kodieren. Kurvenform-Unterschiede hochfrequenter Signale können erst seit der Entwicklung des Oszilloskops, d. h. seit etwa 1930, dargestellt werden. J. Balcombe kann jedoch zugestimmt werden: was Fische alles wissen und können ist eine ganze Menge.
Publikation: Animal Sentience 2017.001: “Kramer on Balcombe on Fish Knows”, abrufbar unter: http://animalstudiesrepository.org/cgi/viewcontent.cgi?article=1188&context=animsent


Ansprechpartner für Medienvertreter:
Universität Regensburg
Prof. Dr. Bernd Kramer
Institut für Zoologie
Telefon: 0941 943-2263
E-Mail: bernd.kramer@ur.de

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