Fledermäuse

Sehen mit den Ohren

Fledermäuse können auch im Dunkeln blitzschnell fliegen und ihre Beute fangen. Möglich macht das ein einzigartiges System der Echoortung.

Von Claudia Füßler

Der Sehsinn ist nur rudimentär angelegt

Fledermäuse schicken permanent Ultraschallwellen in ihre Umgebung. Stößt eine Welle an ein Objekt wie einen Baum, eine Hauswand oder ein Beutetier, wird sie reflektiert.

Die Fledermaus fängt diese Reflektion ein und kann anhand der Zeit, die das dauert, berechnen, wie weit besagtes Objekt entfernt ist und – wenn es ein Lebewesen ist – in welche Richtung es sich mit welcher Geschwindigkeit bewegt. Das alles geschieht tausendfach in Bruchteilen von Sekunden.

"Wir erforschen, wie die Umwelt in den Fledermauskopf kommt", sagt Holger R. Goerlitz vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen. Er und seine Kollegen versuchen zu verstehen, wie genau die Echo-Ortung funktioniert.

Wenn eine Fledermaus ruft, welche Informationen stecken dann in den ausgesandten Wellen? Wie und mit welchen Informationen kommen sie zurück? Wie genau schafft die Fledermaus es, das alles so schnell auszuwerten und zu reagieren? Schließlich befindet sie sich dabei mitten im Flug.

Hinzu kommt: Während der Mensch bei klarer Sicht problemlos kilometerweit sehen kann, funktioniert die Echo-Ortung der Fledermäuse nur über eine Distanz von ein paar Metern problemlos.

Auf eine solche Entfernung aber exzellent: Während der Mensch schätzt, dass ein Baum drei Meter vor ihm steht, weiß die Fledermaus, dass es 3,15 Meter sind – dank Ultraschall. Ihr Sehsinn ist jedoch eher rudimentär angelegt; sie erkennt grobe Strukturen, jedoch keine Details.

Glatte Flächen symbolisieren Wasser

Dass Fledermäuse sich so famos im Dunkeln orientieren können und selbst bei einer Geschwindigkeit von 50 Kilometern pro Stunde nicht ständig mit Bäumen und Wänden kollidieren, haben die Menschen lange ihren extrem guten Augen zugeschrieben.

Der italienische Universalwissenschaftler Lazzaro Spallanzani war einer der ersten, der daran zweifelte. Im 18. Jahrhundert ließ er Eulen und Fledermäuse in dunklen Räumen fliegen. Die Flattertiere fanden sich im Gegensatz zu den Eulen gut zurecht. Sollte das wirklich an den Augen liegen?

Spallanzi unternahm einen brutalen Versuch: Er stach den Fledermäusen die Augen aus. Sie fanden ihren Weg in der Dunkelheit dennoch problemlos. Tiere hingegen, denen er zudem die Ohren versiegelte, fielen auf den Boden. Damit war klar, dass Fledermäuse sich mit Hilfe von Tönen orientierten.

Wie genau sie diese erzeugen, war wiederum viele Jahrzehnte lang ein Rätsel. Dass man auf dem Holzweg war mit der Idee, die kleinen Flieger würden diese durch ihren Flügelschlag erzeugen, fanden Wissenschaftler erst kurz vor dem Zweiten Weltkrieg heraus, als es die ersten Schalldetektoren für Hochfrequenztöne gab.   

Die Echo-Ortung hilft den Fledermäusen nicht nur beim Jagen, sie zeigt den ortstreuen Tieren auch, wo es etwas zu trinken gibt. Glatte Flächen wirken über die Ultraschallreflektionen für die Fledermäuse wie ein Spiegel. In der Natur gibt es solche Flächen nur bei Wasser – also ein ausgezeichnetes Erkennungsmerkmal für die Fledermaus.

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen haben gezeigt, dass die Verknüpfung "glatte Fläche gleich Wasser" angeboren und so stark verinnerlicht ist, dass Fledermäuse unter Versuchsbedingungen bis zu 100 Mal in zehn Minuten versuchen, von einer glatten Platte zu trinken.

Selbst wenn sie versehentlich mit der Platte in Kontakt gekommen sind und so gemerkt haben müssen, dass es sich nicht um Wasser handelt, setzen sie ihre Trinkversuche fort. Echtes Wasser ist noch aus einem anderen Grund attraktiv für die Fledermaus: Hier leben Wasserinsekten, in großer Zahl und leicht bekömmlich.

Kurz vorm Fang erhöht sich die Ruffrequenz

Neben den Fledermäusen nutzen auch bestimmte Wale und Delfine den Schall, um sich zu orientieren. Die beiden Systeme sind jedoch vermutlich unabhängig voneinander entstanden. Gemeinsam haben sie eine sogenannte Fangsequenz: Die Rufzahl erhöht sich, sobald sich ein potentielles Beutetier nähert.

"Im Normalfall sendet eine Fledermaus etwa zehn Rufe pro Sekunde aus, wenn sich ein Insekt nähert, werden das bis zu 200 Rufe pro Sekunde", erklärt Goerlitz. Das Ganze geschieht nur etwa 50 Millisekunden vor dem Fang.

Dass die Fledermaus in dieser kurzen Zeit tatsächlich noch die aufgefangenen Informationen verwerten und entsprechend reagieren kann, weiß man erst seit wenigen Jahren.

Münchner Wissenschaftler haben in einer Studie gezeigt, dass die Reaktionszeiten der Fledermäuse bei 50 bis 100 Millisekunden liegen. Das ist schneller als die Pupillenreaktion beim Menschen – die braucht 200 bis 300 Millisekunden.

Die Rufe der Fledermäuse können je nach Art sehr laut werden, sie bespielen Frequenzen zwischen neun und 200 Kilohertz. Da Erwachsene Töne nur bis etwa 18 Kilohertz wahrnehmen können, ist das Geschrei der Fledermäuse für uns nicht hörbar – dabei erreichen viele Arten die Lautstärke eines Presslufthammers.

Ihre Rufe erzeugt die Fledermaus im Kehlkopf. Sie presst die Luft durch die Stimmbänder, die in Schwingung geraten und Töne erzeugen. Die so entstehenden Schallwellen werden in der Kehle verstärkt und auf die Reise geschickt.

Inwieweit die Echo-Ortung der Fledermäuse auch der Kommunikation untereinander dient, weiß die Wissenschaft noch nicht.

"Primär stellen die Rufe keine Kommunikation dar", sagt Fledermausexperte Goerlitz, "doch ein Tier, das ständig ruft, sendet auch ständig Informationen über sich." Die Kommunikation könnte also eine Art Nebenprodukt der Ultraschallortung sein.

(Erstveröffentlichung 2017. Letzte Aktualisierung 24.08.2020)