Geheimnis der langen Fledermausnase

Dank ungewöhnlicher Gesichtsform kann Fledermausart optimal einen stark gebündelten Sonarstrahl erzeugen
Links die Gesichtsform einer typischen Hufeisennasen-Fledermaus, rechts die der Rhinolophus paradoxolophus.
Links die Gesichtsform einer typischen Hufeisennasen-Fledermaus, rechts die der Rhinolophus paradoxolophus.
© Rolf Mueller
Blacksburg (USA) - Mit neun Millimetern überragt sie die Nasen anderer Fledermäuse um Längen und hat dieser Fledermausart aus Asien ihren lateinischen Namen eingebracht: Rhinolophus paradoxolophus. Jetzt haben Physiker das sechs Jahrzehnte alte Geheimnis der paradoxen Nase gelöst: Sie hilft beim gezielteren Zurechtfinden per Echo-Ortung. Während die flachgesichtigen Verwandten aus der Gattung der Hufeisennasen ihre akustischen Wellen vergleichsweise breit streuen, schickt diese asiatische Art einen höchst gebündelten Sonarstrahl aus. Per Computermodell zeigten die Forscher aus den USA, China und Vietnam, dass die Nase der Paradoxolophus-Hufeisennase exakt bis zu jener Länge reicht, ab welcher der Fokuspunkt des Sonarstrahls nicht mehr effektiv wäre. Kürzere Nasen fokussieren den Strahl weniger, längere Nasen brächten nur wenig mehr Vorteile, so die Forscher. Die Details ihrer Untersuchung erscheinen in Kürze im Fachblatt "Physical Review Letters". Hintergrund ist ein groß angelegter Vergleich von 120 Fledertier-Arten, mit dem die Physiker neue Grundlagen schaffen wollen für Mobiltelefon- und Satellitenkommunikation sowie Sonartechnologie in den Meeren.

"Dieser ungewöhnliche Fall einer biologischen Form kann akkurat allein aus seiner physikalischen Funktion vorhergesagt werden", erklärt Rolf Müller, Professor an der Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech) und Direktor des Labors für Bio-inspirierte Technologie (BIT). "Dies lässt vermuten, dass manche extremen Fälle biologischer Morphologie allein aus ihrer physikalischen Funktion erklärt werden können", schreiben er und sein Team in ihrer Veröffentlichung. Gemeinsam mit Kollegen aus China sowie aus Vietnam, wo diese Hufeisennasen-Art heimisch ist, untersucht er die Wellen-basierte Wahrnehmung der Umgebung sowie die Kommunikationstechniken von rund 120 unterschiedlichen Fledertierarten. Physikalische Computermodelle helfen, die Form und Maße der Gesichtsformen mit dem akustischen Nutzen für die Echo-Ortung zu ermitteln. Im Falle von Rhinolophus paradoxolophus stellten sie fest, dass sich die extreme Nasenlänge akkurat aus einem Markerpunkt (fiducial point) der genutzten Funktion vorhersagen lässt. Die lange Nase stattet die Tiere mit einem hoch fokussierten Sonarstrahl aus, der sie die Umgebung quasi wie mit einer Taschenlampe abtasten lässt. Die Studie soll im Februar 2010 beendet sein und neue Innovationen in der Kommunikationstechnik von Menschen ermöglichen.

Das Biosonar-System von Fledertieren nutzt optimierte Höhlungen und Falten im Gesicht, mit deren Hilfe sie im allgemeinen Ultraschallwellen aussenden und auffangen, um aus den reflektierten Wellen die Form der Umgebung zu erkennen sowie Beutetiere zu lokalisieren.

(c) Wissenschaft aktuell
Quelle: "Acoustic effects accurately predict an extreme case of biological morphology", Zhiwei Zhang, Rolf Müller & Son Nguyen Truong; Physical Review Letters, Veröffentlichung am 17.7.2009


 

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