Tief unter der Meeresoberfläche führen Pottwale komplexe akustische Gespräche, deren Klickgeräusche kilometerweit durch das dunkle Wasser hallen.
Ein bahnbrechendes wissenschaftliches Unterfangen ermöglicht es Forschern nun, diesen Austausch dank eines autonomen Unterwasserroboters in Echtzeit abzuhören.
Pottwale nutzen für die Navigation und Jagd unterschiedliche Klicks sowie gemusterte Sequenzen, die als „Codas“ bekannt sind und vermutlich für die Kommunikation von entscheidender Bedeutung sind.
Obwohl ihre stimmlichen Fähigkeiten erstmals 1957 festgestellt wurden, ist das Verständnis dieser Meeresriesen nach wie vor eine große Herausforderung. Sie tauchen routinemäßig etwa 50 Minuten pro Stunde in Tiefen von mehr als 1,6 Kilometern, was eine kontinuierliche Beobachtung unglaublich schwierig macht.
Diese Hürde überwinden Wissenschaftler jedoch mit einem innovativen Unterwassergleiter.
Dieser kleine Roboter, der seinen Auftrieb subtil ändert, um aufzusteigen oder abzusteigen, ist mit vier Hydrophonen und einer „Rücksitz-Fahrer“-Funktion ausgestattet, die die Wale anhand ihrer Stimmen verfolgen soll.
David Gruber, Gründer und CEO von Project CETI und Mitautor der Studie, die diese Woche in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Berichteerläuterte den Vorgang.
„Der Unterwassergleiter lauscht über vier Hydrophone auf Wale und steuert sich dann mithilfe einer Funktion namens „Backseat Driver“ auf sie zu“, erklärte Herr Gruber, ebenfalls Professor für Biologie und Umweltwissenschaften am Baruch College der City University of New York.
„Wenn das Segelflugzeug die charakteristischen Lautäußerungen von Pottwalen erkennt, erkennt die Software an Bord, woher dieses Geräusch kommt, und kommuniziert automatisch mit dem Navigationssystem des Segelflugzeugs, um die Richtung zu ändern und dem Wal zu folgen.“
„Man kann es sich wie einen ruhigen Fernforscher vorstellen, eher wie ein schwebender Albatros als wie ein motorisiertes Fahrzeug, der stetig durch den Ozean fährt und dabei zuhört und Informationen sammelt“, sagte Gruber.
Herkömmliche Verfolgungsmethoden basieren auf Saugetiketten, die nach ein paar Tagen abfallen, oder auf stationären Sensoren, die den Kontakt verlieren, wenn sich die Wale entfernen. Das Projekt CETI setzt außerdem von Booten geschleppte Hydrophone ein – Unterwassergeräte, die Geräusche erkennen und aufzeichnen.
Das Besondere an dem neuen Robotersystem sei, so Gruber, dass es „Entscheidungen in Echtzeit treffen kann, während es sich noch unter Wasser befindet“, anstatt akustische Daten für eine spätere Analyse aufzuzeichnen.
Bisherige Methoden ermöglichten es Wissenschaftlern, den Aufenthaltsort eines Wals zu rekonstruieren, ihn jedoch derzeit nicht aktiv zu verfolgen. Der neue Ansatz „aktualisiert kontinuierlich die Flugbahn des Gleiters, sodass er über längere Zeiträume – möglicherweise Monate – bei einem einzelnen Wal bleiben kann“, sagte Gruber.
Die Möglichkeit, Wale über längere Zeiträume hinweg zu verfolgen, markiert einen Wandel „von kurzen Begegnungen zu kontinuierlichen Beziehungen“, wie Gruber es nannte. Dies ermöglicht es Wissenschaftlern, bei demselben Wal oder derselben Gruppe zu bleiben, anstatt sich auf kurze, opportunistische Blicke zu verlassen, und Muster darin zu erkennen, wie Wale sich im Laufe der Zeit koordinieren, sozialisieren und auf ihre Umgebung reagieren.
Solche Daten könnten auch dazu beitragen, seit langem bestehende Fragen zur Kommunikation von Pottwalen zu beantworten.
„Indem wir Mutter-Kalb-Paare im Laufe der Zeit verfolgen, können wir beginnen zu sehen, wie Kälber Stimmmuster von ihren Müttern übernehmen“, sagte Gruber.
Das System könnte auch aufzeigen, wie Wale auf menschliche Aktivitäten reagieren. Dadurch könnten Forscher verfolgen, wie sich ihre Kommunikation in Gegenwart von vom Menschen verursachtem Lärm verändert, und ein klareres Bild davon liefern, wie sich Schifffahrt, Offshore-Bauarbeiten oder Fischerei auf sie auswirken.
Durch die Verknüpfung des Walverhaltens mit Umweltbelastungen könnte die Technologie präzisere, evidenzbasierte politische Entscheidungen treffen, etwa wann die Schiffsgeschwindigkeit reduziert, der Verkehr umgeleitet oder Fischereibeschränkungen eingeführt werden sollten, um Störungen in sensiblen Gebieten zu minimieren, so die Forscher.
Die Entwicklung des Systems „bringt uns dem Verständnis einer anderen Form der Intelligenz auf der Erde näher, die nicht nur Auswirkungen auf den Naturschutz hat, sondern auch darauf, wie wir über Kommunikation und Leben außerhalb unserer eigenen Spezies denken“, fügte Gruber hinzu.
Dennoch bleibt die genaue Lokalisierung eine Herausforderung, da das Segelflugzeug die Richtung eines Wals erkennen kann, jedoch nicht seine genaue Position, was seine Fähigkeit, einzelne Wale zu unterscheiden und sie genau zu verfolgen, einschränkt.
Kommunikation ist eine weitere Einschränkung. Der Roboter muss alle paar Stunden auftauchen, um Updates zu senden und zu empfangen, was die langfristige Überwachung in der realen Welt weniger reibungslos macht.
Für Gruber war der Moment, in dem das Segelflugzeug selbstständig agierte, der erste wirkliche Vorgeschmack darauf, was aus dieser Technologie werden könnte.
„Wir fangen an, Systeme zu bauen, die unabhängig funktionieren und auf die sich entfaltende Natur reagieren können“, sagte Gruber.
