Der Artikel „Insect Bioacoustics“ von Gerald S. Pollack beschreibt, wie Insekten trotz ihrer geringen Körpergröße komplexe akustische Herausforderungen meistern, um zu kommunizieren, Feinde zu erkennen oder Wirte zu lokalisieren. Da Insekten klein sind, ist ihre Fähigkeit, Schall effizient abzustrahlen und zu empfangen, physikalisch begrenzt.
Warum Insekten hören
Insekten nutzen Schall für drei primäre Zwecke:
- Feindvermeidung: Viele Insektenohren entwickelten sich vor etwa 65 Millionen Jahren als Reaktion auf echolotende Fledermäuse. Sie reagieren auf Ultraschall mit Ausweichmanövern oder indem sie das Echolot der Fledermaus stören.
- Fortpflanzung: Männchen produzieren Lockgesänge, um Weibchen über weite Distanzen anzuziehen.
- Wirtslokalisierung: Parasitoide Fliegen nutzen die Gesänge von Grillen oder Zikaden, um diese zu finden und ihre Larven auf ihnen abzulegen.
Strategien zur Schallverstärkung
Um trotz geringer Muskelkraft und kleiner Körperoberfläche laut zu sein, nutzen Insekten verschiedene „Engineering“-Methoden:
- Resonanz: Grillen verstärken ihren Gesang durch die Resonanz ihrer Flügel. Zikaden nutzen ein Luftkissen in ihrem Abdomen als Helmholtz-Resonator, was Schalldruckpegel von bis zu 158 dB im Inneren ermöglicht.
- Bauten: Maulwurfsgrillen graben spezielle, hornförmige Tunnel, die wie Megafone wirken und die Schallabstrahlung um bis zu 24 dB steigern.
- Baffeln (Schallwände): Baumgrillen nutzen Blätter als akustische Barrieren, um einen „akustischen Kurzschluss“ zu verhindern und so die Lautstärke um bis zu 10 dB zu erhöhen.
Optimierung des Hörens
Da kleine Ohren weniger Schallenergie einfangen, haben Insekten spezielle Mechanismen entwickelt:
- Hörhörner: Laubheuschrecken besitzen eine „akustische Trachea“, die wie ein umgekehrtes Exponentialhorn (Hörrohr) funktioniert und die Schallenergie am Trommelfell konzentriert.
- Aktive Verstärkung: Mücken, Fruchtfliegen und Baumgrillen nutzen Stoffwechselenergie, um die Schwingungen ihrer Hörorgane mechanisch zu verstärken, ähnlich wie es beim menschlichen Gehör geschieht.
Schalllokalisierung auf engstem Raum
Obwohl die Distanz zwischen den Ohren bei Insekten oft winzig ist (bei der Fliege Ormia ochracea nur 500 µm), können sie die Richtung einer Schallquelle präzise bestimmen:
- Druckgradientenempfänger: Bei Grillen sind die Ohren durch Tracheen miteinander verbunden. Der Schall erreicht das Trommelfell von außen und innen, wodurch Richtungsunterschiede von bis zu 20 dB entstehen.
- Mechanische Kopplung: Bei der Fliege Ormia sind die Trommelfelle durch eine Brücke aus Kutikula verbunden. Ein winziger Zeitunterschied beim Eintreffen des Schalls versetzt diese Brücke in eine Wippbewegung, die das Signal für das Nervensystem massiv verstärkt.
Direktlink zum PDF: Insect Bioacoustics – Gerald S. Pollack
Artikelseite mit Multimedia-Inhalten: Auf dieser Seite kann man auch die im Text erwähnten Tonaufnahmen der verschiedenen Insekten (Grillen, Zikaden etc.) anhören: Insect Bioacoustics Multimedia
Übersicht der Ausgabe: Acoustics Today – Summer 2017