Können Vögel mit ihren Federn hören?
Susanne Hoffmann erhält Grant des Human Frontier Science Program (HFSP), um dies herauszufinden.
Wie orientiert sich der Fettschwalm, ein hühnergroßer, in Höhlen lebender Vogel aus Südamerika, in stockfinsterer Nacht mithilfe von Geräuschen, die er gar nicht hören kann? Dieses Paradoxon beschäftigt Biologen und Biologinnen seit mehr als siebzig Jahren. Nun wollen Susanne Hoffmann, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz, und Adriana Maldonado-Chaparro, Professorin an der University of Rosario in Kolumbien, endlich eine Antwort auf diese Frage finden. Sie vermuten, dass der Fettschwalm die Schwingungen von Schall mithilfe haarähnlicher Federn rund um seinen Schnabel wahrnimmt. Um diese Hypothese zu untersuchen, haben die Forscherinnen einen renommierten HFSP Research Grant erhalten.
Einige Tiere, wie beispielsweise Fledermäuse, orientieren sich mittels Echoortung. Sie erzeugen Töne und lauschen den Echos, die von nahegelegenen Objekten zurückgeworfen werden, um sich ein Bild ihrer Umgebung zu machen. Der Fettschwalm ist eine von nur wenigen Vogelarten, von denen bekannt ist, dass sie ebenfalls die Echoortung nutzen. Er ist in der Lage, Kollisionen mit Hindernissen zu vermeiden, die nur 20 Zentimeter groß sind. Doch im Gegensatz zu allen anderen Tieren mit dieser Fähigkeit stimmen die Echoortungs-Signale und der Hörbereich des Fettschwalms nicht überein: Das Gehör der Vögel ist auf niedrige Frequenzen abgestimmt, während ihre Echoortungs-Klicks eine weit höhere Frequenz haben, als ihre Ohren wahrnehmen können.
Die Idee, dass die Federn um den Schnabel der Vögel – sogenannte Schnabelborsten – als Schallsensoren fungieren könnten, kam Hoffmann erstmals während eines Vortrags vor Studenten. Dort beschrieb sie, wie Robben in völliger Dunkelheit jagen können, indem sie die von ihrer Beute ausgelösten Turbulenzen unter Wasser mit ihren Schnurrhaaren verfolgen. Sie fragte sich, ob die Schnabelborsten des Fettschwalms auf vergleichbare Weise funktionieren könnten - nicht zur Wahrnehmung von Wasserbewegungen, sondern zur Wahrnehmung der Vibrationen von Schallwellen in der Luft. Die Haarfollikel der Schnabelborsten sind von vibrationsempfindlichen Mechanorezeptoren umgeben – und das beim Fettschwalm in ungewöhnlich hoher Dichte, was sie zu plausiblen Kandidaten für die Erfassung ankommender Echos macht.
Der HFSP Research Grant ist darauf ausgerichtet neue internationale Kooperationen zu fördern und mutige Forschungsprojekte zu ermöglichen. Damit passt er perfekt zu einem Projekt, das nur durch die Zusammenarbeit zweier Forscherinnen mit völlig unterschiedlichem Forschungshintergrund Erfolgsaussichten hat: Die Neurowissenschaftlerin Susanne Hoffmann suchte nach Kooperationspartnern, die mit Fettschwalmen arbeiten. Sie fand Maldonado-Chaparro, eine Verhaltensökologin und die vermutlich einzige Forscherin weltweit, die sich aktiv mit Fettschwalmen beschäftigt. Das Team wird an Höhlen in Antioquia, Kolumbien, zusammenarbeiten und drahtlose Neurophysiologie mit Verhaltensexperimenten kombinieren, um die Hypothese zu überprüfen und die Gehirnschaltkreise zu kartieren, die am Echoortungsverhalten des Fettschwalms beteiligt sind.
„Der Fettschwalm ist so etwas wie eine sensorische Goldgrube: Er verfügt über das empfindlichste Sehsystem unter den Wirbeltieren, nutzt seinen Geruchssinn, um nachts Nahrung zu finden, und ist in der Lage, sich mittels Echoortung zu orientieren“, sagte Susanne Hoffmann.
„Der Nachweis, dass ein nicht-auditorischer Mechanismus zur Schallwahrnehmung existiert, könnte eine völlig neue Richtung in der sensorischen Neurowissenschaft eröffnen - mit möglichen praktischen Anwendungen für alles von Hörgerätetechnologie bis hin zur Drohnennavigation.“
