Fische die furzen
Die Entdeckung, dass Heringe zur Kommunikation ihre eigenen Blähungen nutzen, gehört zu den unerwarteteren Befunden der Meeresbiologie. Obwohl Fische nicht die Darmflora-Komplexität besitzen, die die Gasproduktion bei Säugetieren antreibt, haben mehrere Arten faszinierende Verwendungen für Gas entwickelt — von absichtlicher akustischer Signalgebung bis hin zu Auftriebssteuerung. Die Ozeane sind, wie sich herausstellt, etwas blähungsreicher als bisher angenommen.
Die Entdeckung der Heringskommunikation
Im Jahr 2003 veröffentlichten die Meeresbiologen Ben Wilson und Robert Batty von der Scottish Association for Marine Science sowie Lawrence Dill von der Simon Fraser University eine Pionierstudie in den Proceedings of the Royal Society B. Sie entdeckten, dass Pazifische und Atlantische Heringe rasche Gasblasenausbrüche aus ihrer Analregion produzieren, die sie als 'Fast Repetitive Ticks' oder FRTs bezeichneten — ein Akronym, dessen Wahl mit Sicherheit bewusst gewählt wurde. Diese Geräusche entstehen durch das Freigeben von Gas aus der Schwimmblase über den Analkanal und unterscheiden sich von Verdauungsgasen. Entscheidend ist, dass die FRT-Produktion in Gegenwart anderer Heringe zunimmt und bei Alleingang abnimmt, was stark auf eine soziale Kommunikationsfunktion hindeutet. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass FRTs es Heringen ermöglichen, den Schulsamen in der Dunkelheit zusammenzuhalten, wenn visuelle Signale nicht verfügbar sind.
Die Schwimmblase: ein Multifunktionsorgan
Die meisten Knochenfische besitzen eine Schwimmblase — ein gasgefülltes inneres Organ, das primär zur Auftriebssteuerung dient. Die Schwimmblase erlaubt es Fischen, durch Anpassung ihres Gasgehalts in verschiedenen Tiefen neutralen Auftrieb zu erhalten, ohne ständig schwimmen zu müssen. Bei vielen Arten spielt die Schwimmblase auch eine Rolle bei der Schallerzeugung und -wahrnehmung. Bei Heringen speziell ist die Schwimmblase sowohl mit dem Innenohr als auch mit dem Analkanal verbunden, was ein bemerkenswert integriertes akustisches und Auftriebssystem ergibt. Über den Analkanal abgegebenes Gas erzeugt die charakteristischen FRT-Geräusche; über die Schwimmblasen wand absorbiertes oder abgegebenes Gas reguliert den Auftrieb. Diese Doppelfunktion in einem Organsystem ist ein elegantes Beispiel evolutionärer Effizienz.
Haie, Manatis und andere gasreiche Kreaturen
Haie haben keine Schwimmblase und steuern den Auftrieb stattdessen teilweise über eine große, ölgefüllte Leber (Squalen ist weniger dicht als Wasser) und teilweise durch Luftschlucken an der Oberfläche, das manche Arten vorübergehend im Magen speichern. Einige Arten wurden dabei beobachtet, diese gespeicherte Luft auf eine Art und Weise freizusetzen, die funktional einem Aufstoßen oder Furzen entspricht. Manatis, als Säugetiere mit funktionalen Darmtrakten, produzieren erhebliche Darmgasmengen als Nebenprodukt ihrer faserreichen, pflanzlichen Ernährung. Forschungen an Westindischen Manatis haben gezeigt, dass sie ihren Auftrieb teilweise durch Rückhalten oder Freisetzen von Darmgas regulieren — sie nutzen Blähungen damit effektiv als Tiefensteuerungsmechanismus. Ein Manati mit Verdauungsproblemen kann unfreiwillig auftriebsstärker werden und Schwierigkeiten beim Tauchen bekommen.
Wissenschaft und Vermächtnis der Heringsstudie
Die Heringsstudie gewann 2004 den Ig-Nobelpreis in Biologie, der jährlich für Forschung verliehen wird, 'die Menschen zum Lachen, dann zum Denken bringt.' Der Ig-Nobelpreis wird manchmal als rein komödiantisch abgetan, aber die zugrunde liegende Forschung war peer-reviewed, methodisch fundiert und in einer hochkarätigen Fachzeitschrift veröffentlicht. Sie wurde seither in über 150 akademischen Arbeiten zu Fischakustik, Unterwasserkommunikation und Schwarmverhalten zitiert. Die FRT-Entdeckung hat auch praktische Bedeutung für die akustische Unterwasserüberwachung: U-Boote und Forschungsschiffe, die auf Sonar angewiesen sind, haben gelernt, dass große Heringsschwärme detektierbare akustische Signaturen erzeugen können, die historisch zu Fehlmessungen in Marineoperationen führten. Die schwedische Marine soll jahrelang unklare Unterwassergeräusche untersucht haben, bevor die Heringserklärung auftauchte.
Wusstest du?
- Die Heringsstudie gewann 2004 den Ig-Nobelpreis in Biologie — verliehen für Forschung, die Menschen zuerst zum Lachen, dann zum Denken bringt.
- Manatis nutzen das Rückhalten und Freigeben von Darmgas als teilweisen Auftriebssteuerungsmechanismus.
- Heringsblähungen (FRTs) werden über die Schwimmblase und den Analkanal erzeugt, nicht durch Darmfermentation.
- Die schwedische Marine untersuchte jahrelang mysteriöse Unterwassergeräusche, die später Heringsblähungen zugeschrieben wurden.
Fun Fact
Die Forscher, die Heringsstudie-FRTs entdeckten, wählten das Akronym absichtlich. In einem Folgegespräch bestätigte Erstautor Ben Wilson, dass die Benennung vorsätzlich war und dem Artikel zu mehr Aufmerksamkeit verhalf — ein seltener Fall, in dem ein wissenschaftlicher Furz-Wortspiel das Feld voranbrachte.
Quellen
- Wilson, B. et al. (2004). Pacific and Atlantic herring produce burst pulse sounds. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 271(Suppl 3), S95–S97.
- Dunning, D.J. et al. (1992). Alewives avoid the underwater sounds produced by a moving vessel. North American Journal of Fisheries Management, 12(4), 724–733.
- Reynolds, J.E. & Rommel, S.A. (1996). Structure and function of the gastrointestinal tract of the Florida manatee, Trichechus manatus latirostris. Anatomical Record, 245(3), 539–558.
- Popper, A.N. & Fay, R.R. (2011). Rethinking sound detection by fishes. Hearing Research, 273(1–2), 25–36.