Höhere Mathematik hilft Delfinen beim Jagen
„Wir wussten, dass Delfine Folgen von Klicklauten ausstoßen und die Amplitude jedes Klicks variieren kann – nicht alle Klicks sind gleich laut. Da fragten wir uns, ob diese Variationen nicht nicht-zufällig sind, sondern stattdessen der Schlüssel dazu, Fische von Blasen zu unterscheiden“, berichtet Timothy Leighton, Professor am Institute of Sound and Vibration Research (ISVR) der University of Southampton. Denn aus technischer Sicht sind Delfin-Sonare den besten menschgemachten Echoloten nicht überlegen. Dennoch zeigte sich: Wenn Delfin-Klicks mit nichtlinearen Algorithmen analysiert wurden – solchen, die sich nicht durch das Überlagern einfacher Gleichungen lösen lassen –, so war ein Zielobjekt selbst hinter Luftblasen zu erkennen. Das Verändern der Tonintensität liefert Veränderungen im Echosignal, welche ein technisches Sonarsystem bislang nicht erkannte. Die nach diesem Prinzip optimierte Technik heißt nun „Biased Pulse Summation Sonar” (BiaPSS).
Zwar sei damit nicht eindeutig bewiesen, dass Delfine tatsächlich nichtlineare Analyse nutzen, sagt Leighton. Doch sei gezeigt, das bei passender Auswertung der tierischen Signale auch Menschen wie Delfine durch Blasenvorhänge blicken können. Zuvor hatte das Team eine andere Sonar-Variante namens TWIPS entwickelt, den „Twin Inverted Puls Sonar“ – es stößt jeweils Signalpaare aus, von denen eines genau invertiert ist. Auch dies liefert dank nichtlinearer Mathematik einen recht klaren Blick in schaumigem Wasser – allerdings fehlte dabei jeder Hinweis, dass Delfine diesen Signaltyp überhaupt hervorbringen können. Zu Tönen mit unterschiedlich großen Amplituden sind sie allerdings leicht in der Lage. Dennoch sind noch immer Fragen offen, erklärt Leighton, „bis jemand Schallsignale von wilden Delfinen aufnimmt, die in Wasser mit Bläschen jagen.“