Dienstag, 14. Juli 2015

Bioakustik der Delphine bei Schule am Meer



Jan Gohla lässt vor Krk das Hydrophon ins Wasser
Am vergangenen Wochenende machte sich das Team der Schule am Meer mit dem engagierten Biologie- und Chemielehrer Jan Gohla mit dem Schiff auf die Suche nach Delfinen. Auf dem Schiff hatten wir ein sehr wichtiges Werkzeug mit und zwar ein Hydrophon. Dieses Hydrophon wurde von unserem Delphin interessierten Lehrer und Forscher Jan angefertigt. 
Während der Fahrt zückte jeder seinen Feldstecher und hielte Ausschau nach den faszinierenden Meeressäugern. Gleichzeitig wurde auch das Hydrophon - also ein Mikrophon zur Benützung Unterwasser – verwendet um die Geräusche der Delfine oder Wale zu hören und aufzunehmen. Ein kurzer Schnorchelstopp wurde noch eingelegt um ein paar Seegrasproben zu bekommen, da wir ja fortlaufend Forschung und Programme für Interessierte anbieten. Leider hatten wir an diesem Tag keinen Erfolg mit der Sichtung und akustischen Ortung unserer Großen Tümmler (Tursiops truncatus), aber wir hatten die Möglichkeit ein spannendes Interview mit Jan Gohla und Ike Hodits, einer studierten technischen Physikerin und guten Freundin bzw. Partnerin von mare-mundi über das Thema Bioakustik und Hydrophone durchzuführen.

Jan Gohla zu Besuch im Labor der Schule am Meer auf Krk

Hier das Interview mit Jan Gohla:

Seit wann und wodurch gibt es dieses Interesse für Bioakustik?
Das Interesse für Bioakustik bekam ich vor sechs Jahren, bei einem Urlaubsausflug auf La Gomera, im Rahmen eines Whale-watching Trips. Bei diesem hörte ich das erste Mal Töne durch ein Hydrophon und war sehr begeistert davon.
Nach einer Weile gab es ein Projekt des Duisburger Zoos bei dem ich mich das erste Mal mit der Technik des Hydrophons auseinander gesetzt hatte. Das selbst Fertigen eines Hydrophons kam durch ein Schulprojekt. Eine Schülerin hatte sich im Rahmen eines Leistungsprojektes, einer vorwissenschaftlichen Arbeit, mit dem Thema Bioakustik beschäftigt. Für diese Arbeit wäre ein Hydrophon zu teuer gewesen.

Die Hydrophone baut Jan Gohla selbst - mittlerweile werden seine Hydrophone unter anderem von einer Whale watching Organisation, dem Zoo Duisburg und dem Süd-West Rundfunk verwendet. Auch mare-mundi.eu und der Schule am Meer hat Jan Gohla eines seiner Hydrophone zur Verfügung gestellt. Wir freuen uns sehr und bemühen uns um spannende Programme mit dem Hydrophon und den Delphinen der Kvarner Bucht. 

Wo liegen denn die Kosten für ein Hydrophon?
Die billigeren, die nach einem Mal nicht mehr zu gebrauchen sind, liegen bei 600 Euro, die hochwertigeren Hydrophone liegen in einer Preisklasse zwischen 1.000 und 2.000 Euro. Da kam mir die Idee ein Hydrophon billig und gut nachzubauen. Im Laufe der Zeit habe ich schon einige Hydrophone für verschiedene Wissenschaftler angefertigt - wie für eine Whale-Watching Organisation auf La Gomera, für meine ehemalige Schülerin, für den Süd-West Rundfunkt und einige Interessenten des Zoos Duisburg.

Das Hydrophon wird ins Wasser gelassen. Als erstes sind
die auffälligen Geräusche der Pistolenkrebse
zu vernehmen -
und die Lärmverschmutzung der Motorboote.
Was muss man alles beachten bei dem Bau eines Hydrophons?
Das wichtigste ist die richtige Keramik, als zweites sind die Vorverstärker wichtig, da es bei zu großem Eigenrauschen kein gut erkennbares Datenmaterial gäbe.

Verkaufst du die Hydrophone?
Die Hydrophone werden nicht verkauft, sondern verschenkt, da es ja keine teuer produzierten Hydrophone sind. Die Materialkosten sind relativ überschaubar. Die Kabel sind die teuersten Materialien. Es kommt immer etwas zurück - wie ein gutes Essen - und es ist schön zu sehen, dass spannende Daten gesammelt werden und das Wissen über die Bioakustik sich vergrößert.

Wie lange dauert es ein Hydrophon zu bauen?
Ich brauche im Großen und Ganzen drei Tage für den Bau eins Hydrophons. Man könnte es auch an einem Tag schaffen, wenn man durcharbeitet.

Was wäre wichtig für eine Masterarbeit über Delfine und Bioakustik zu wissen?
Man braucht eine Menge Geduld, da man diese Tiere nicht regelmäßig sieht. Wenn man Delfine sichtet ist es wichtig sie von einer gewissen Nähe beobachten zu können und zu prüfen, ob diese Tiere Signale von sich geben.
Es gibt eine besondere Methode, die Sigid Methode – Signature Identification Mehtode - die es erleichtert die Signaturlaute der Individuen zu identifizieren. So kann man erkennen um welche Tiere es sich handelt. Ob sie zu ein und derselben Schule gehören oder gelegentliche Besucher sind. Im Großen und Ganzen kann man dann feststellen wie groß die Delfinschule ist und welche regelmäßig auffindbar sind.


Also kann man jedes Tier durch seine Signale erkennen?
Ja genau. Jedes Tier ist durch sein individuelles Signaturgeräusch erkennbar.


Gibt es auch eine Datenbank von diesen Signaturlauten?
Nein von diesen Lauten gibt es überhaupt kein Material. Es würde aber die Erforschung der großen Tümmler in der Adria sehr erleichtern und bei der Charakterisierung helfen.


Was wäre wichtig für das Gebiet der Kvarner Bucht bezüglich der Bioakustik?
Für hier wäre es fürs Erste wichtig wie sich die Vokalisation im Jahresgang vor dem Hintergrund des Schiffsverkehrs verhält. Interessant wäre, die Lärmverschmutzung in der Kvarner Bucht zu messen, da diese lauten Speedboote die Delfine bedeutend stören könnten. Es gibt verschiedene Methoden:
Man könnte mit einem Hydrophon dreimal am Tag immer zur gleichen Stelle hinausfahren, um dort dann für ca. 10 Minuten die Geräusche zu messen. Dies schaut man sich dann im Laufe eines ganzen Jahres an. Dadurch kann man Amplituden feststellen, zu welchen Zeiten mehr Lärm ist. Diese Messung kann man natürlich nicht durchgehend ausführen. Die Daten werden durch statistische Verfahren erfasst.
Natürlich könnte man durch ein autonomes Hydrophon an Bojen fortgeschrittene Bioakustik betreiben. Das wäre aber ziemlich anspruchsvoll und intensiv.

Gibt es in der Adria schon viele Daten über Delfine oder Delfinlaute?
Die nördliche Adria ist noch wenig erforscht hinsichtlich der Frequenz, in der sich die Laute der Delfine befinden. Man Könnte die Vokalisationsmuster von anderen, mehr erforschten Gebieten hernehmen und als Vergleichsmaterial verwenden. Möglicherweise unterscheiden sich die Frequenzen deutlich von denen der Nordadria.

Kann man sich es sich dann so vorstellen, dass Delfine verschiedene Sprachen sprechen?
Ja, so ähnlich - man muss immer vorsichtig sein mit solchen  - als würden sie verschiedene Dialekte sprechen.

Welche sind für dich die spannendsten Ergebnisse der Bioakustik?
Erstens: Der Klickgebrauch von tieftauchenden Schnabelwalen. Die Klickgeräusche werden im hochfrequenten Bereich umgestellt.
Zweitens: Orcas mit deren Sozialstruktur. Sie nehmen sich aus einer Sammlung von verschiedenen Rufmustern ein paar Rufe hinaus und verwenden es als ihr matrilinien spezifisches Rufmuster, um z. B. Inzucht zu vermeiden.
Drittens: Signaturpfiffe und zwar wie sich die Tiere Namen geben und das eben die Laute kontextspezifische genutzt werden.
Viertens: Delfinklicks, welche zur Orientierung genutzt werden, aber auch noch vieles mehr z. B. dass sie auch richtige Hörbilder wahrnehmen können.

Jan Gohla und Ika Hodits auf unserem Schiff, der MB Koslun, auf der akustischen Suche nach Delfinen in der Kvarner Bucht
Auch mit Ike Hodits hatten wir ein sehr spannendes Gespräche auf dem Boot. Sie erzählte uns ihre Pläne und ihr Interesse über Bioakustik und Delphine. Ike Hodits ist eine studierte technische Physikerin und machte 2009 die Ausbildung zur Exkursionsleiterin im Nationalpark Neusiedler See. Seitdem ist sie ausschließlich in diesem Gebiet tätig.
Das erste Mal machte sich Ike mit einem Hydrophon auf Gran Canaria vertraut. Ike erfuhr dort, dass einige Delfine auf Teneriffa Ohrenentzündung auf Grund von Überreizungen von Echoloten durch große Fernboote bekamen. Es wurde versucht herauszufinden, wo die Zugroute dieser Tiere ist, um zur Not die Route dieser Tiere umzulenken.
Ike sieht ein gutes Potential in diesem Hydrophon für mare-mundi, um Touristen und SchülerInnen für dieses Thema zu begeistern. Ihr Traum ist es, ein wissenschaftliches Projekt besonders für die Kvarner Bucht zu starten für begeisterte Wissenschaftler. Den Beginn eines solchen Projektes macht jetzt die Jungforscherin Viktoria Amann bei der Schule am Meer. Sie kommt im Sommer, zur Feldstation von mare-mundi auf der kroatischen Insel Krk, um Vorbereitungen für ihre Masterarbeit über diese faszinierenden Tiere zu treffen.
Da Ike in Verbindung mit der TU Wien ist, ist auch der Gedanke sehr interessant, mit der Universität zu kooperieren und ein universitäres Projekt zu starten, so die technische Physikerin.
Welche Daten sind für die ersten Schritte des Projektes über die Delphine der Kvarner Bucht bedeutend? Ike Hodits:

„Wichtig wäre herauszufinden wie der Geräuschpegel bzw. das Hintergrundrauschen ist, da es sich um eine stark befahrene Bucht handelt und ob dieses einen Zusammenhang mit der Sichtung der Delfine hat. Diese Hintergrundgeräusche sollte man definitiv vermessen um zu schauen, ob es sich in dem Bereich abspielt wo sich die Kommunikation der Delfine abspielt. Auf jeden Fall kann schon eine Menge Vorarbeit getan werden. Interessant wäre es zu wissen, ob diese Delfine sich den Geräuschen anpassen oder ihren eignen Frequenzbereich verändern. Lombard-Effekt.“

Für die begeisterte Naturforscherin und Physikerin ist es vorstellbar, auch Praktika anzubieten, in denen das Bauen von Hydrophonen erlernt wird.
Sie sieht aber nicht nur Potential für BiologInnen, sondern auch für Informatiker, die sich durch Programmieren in dieses Projekt einbringen können. Von dieser Seite betrachtet, hat das Projekt Potential für interdisziplinäre Zusammenarbeit. 


Fotos & Text: Astrid Hickmann und Daniela Kerekes