Wie können Fledermäuse so hohe Frequenzen hören?

Kurze Antwort
Echoortende Fledermäuse haben relativ große Sinnesepithelien in ihrem Innenohr, was mit ihrer hohen oberen Frequenzgrenze von bis zu 200 kHz korrelieren kann . Die Basilarmembran ist dünner und steifer, wodurch sie möglicherweise höhere Frequenzen dekodieren kann.

Hintergrund
Im Sinne der Ortstheorie des Hörens fungiert die Cochlea als Frequenztransformator, bei dem hohe Frequenzen basal und tiefe Frequenzen apikal kodiert werden. Die auf Schall reagierenden Zellen, die Haarzellen, befinden sich entlang der Basilarmembran (BM). Beim Übergang von der Basis (hohe Frequenz) zur Spitze (niedrige Frequenz) wird der BM breiter und weniger steif, wodurch er anfälliger wird, niedrige Frequenzen apikal zu codieren. Beachten Sie, dass Schall als Wanderwelle codiert wird, wobei der Resonanzpunkt einer bestimmten Frequenz mit der charakteristischen Frequenz der Haarzellen übereinstimmt (Abb. 2).

^{Abb. 1. Ausgerollte Cochlea. Quelle: Universität New York .
Abb. 2. Wanderwelle und Resonanzfrequenzen entlang der Basilarmembran. Quelle: Universität von Minnesota .}

Eine Studie an Microchiroptera -Arten ergab, dass der basale Teil der Basilarmembran relativ schmal und steif war, was die Resonanzfrequenz des basalen Teils des BM erhöht und es ihm daher ermöglichen könnte, höhere Frequenzen in diesen Fledermäusen zu codieren (Pye, 1966) .

Da die hohen Frequenzen basal kodiert werden, wäre es verlockend zu spekulieren, dass die basale Region bei echoortenden Fledermäusen vergrößert sein würde. Obwohl dies bei einigen Arten zutrifft, hat es möglicherweise mehr mit der Frequenzempfindlichkeit als mit der oberen Hörgrenze zu tun, einfach weil eine größere Oberfläche des BM eine exquisitere Auflösung des BM ermöglicht. Obwohl es eine Tendenz zu größeren BM-Längen bei echoortenden Fledermäusen gibt, ist dies nicht konsistent (Davies et al ., 2013) .

Der menschliche BM beträgt 33,5 mm, während der BM der Fledermaus mit der höchsten bekannten Frequenzgrenze (200 kHz, Hipposideros bicolor ) nur 9,13 mm beträgt. Im Vergleich zu akustisch unspezialisierten Säugetieren ähnlicher Körpergröße, zB Sorex araneus (BM-Länge 4,4 mm) und Mus musculus (BM 7,0 mm), ist sie jedoch relativ lang. Jedoch haben, wie gesagt, andere Fledermäuse mit niedrigeren oberen Frequenzgrenzen längere BM-Längen, z. B. Pteronotus parnellii (13,2 mm) und Rhinolophus ferrumequinum (16,1 mm). Tatsächlich wurde die BM-Länge sowohl mit einer Erweiterung des Frequenzbereichs als auch mit einer verbesserten Frequenzauflösung korreliert (Dannhof & Bruns, 1991) .

Referenzen
- Dannhof & Bruns, Hear Res (1991); 53 : 253–68
– Davies et al., Frontzool (2013); 10 : 2
– Pye, J. Morph (1966), 118 : 495–510