Gåden om verdens største næse
Kaskelothvalen er det største rovdyr, der nogensinde har levet på Jorden, og den er udstyret med en grotesk stor næse, der kan veje op til 15 ton. Følg det eksperimentelle detektivarbejde med at forstå, hvad verdens største næse bruges til.

Kaskelothvalens næse indeholder omkring 5.000 liter spermacetolie, som langt ind i 1900-tallet var et værdifuldt råstof til brug i en række produkter. Jagten på hvalen var i tidligere tider dog langt fra ufarlig, som skildret på dramatisk vis i dette historiske maleri. (Foto: Courtesy of the Nantucket Historical Association)

 

Forestil dig, at du har holdt vejret i en halv time, og at du er omgivet af komplet mørke i fire grader varmt vand på 1.000 meters dybde, hvor trykket er over 100 kg pr. kvadratcentimeter.

De fleste mennesker vil formodentlig få klaustrofobi ved tanken om så barske og ugæstfri omgivelser.

Men ikke desto mindre findes der luftåndende pattedyr, der rutinemæssigt oplever disse forhold under dybe dyk i jagten på føde.

Det gælder en række sælarter og de største rovdyr, der nogensinde har levet på jorden: hvalerne.

Verdens største rovdyr på dybt vand

Hvaler udvikledes fra landpattedyr for over 40 millioner år siden og har over tid tilpasset sig en lang række forskellige miljøer fra lavvandede floder til de dybe oceaner.


På trods af hvalernes tætte slægtskab med grise, flodheste og kameler er der ikke mange ydre lighedspunkter mellem hvaler og disse landpattedyr.

Hvalernes tilpasning til et liv i vand har blandt andet betydet, at de har tabt håret, udviklet et tykt spæklag og reduceret deres bagben til nogle meget små knogler, der udgør resterne af et bækken.

Kaskelothvalen kan holde vejret i to timer

Hvaler kan deles op i to undergrupper: Tandhvalerne, der finder deres byttedyr ved hjælp af lyd (ekkolokalisering), og bardehvalerne, der med deres barder kan filtrere store mængder byttedyr fra vandet.

Den største af tandhvalerne er kaskelothvalen, der med en vægt på op til 70 ton er det største tandbærende rovdyr, der nogensinde har levet på Jorden.

Kaskelothvalen jager blæksprutter på mellem 400 og 2.000 meters dybde, mens den uden problemer holder vejret i 45 minutter.

Under mere ekstreme dyk kan kaskelothvalen holde vejret i op til to timer og formodentlig dykke til mere end 3.000 meters dybde i jagten på føde.

Kaskelothvaler findes i alle verdenshave uden for kontinentalsoklen, og den nuværende bestand på cirka 300.000 dyr sætter hvert år lige så store mængder fisk og blæksprutter til livs, som vi mennesker tilsammen (cirka 140 millioner ton).

Næsens størrelse gør, at der er flere meter mellem næse og mundåbning

Det er dog ikke kun kaskelothvalens størrelse, dykkeevne og økologiske rolle, der fascinerer os forskere, men også dens groteske udseende.

Kaskelothvalen er udstyret med verdens største næse, der kan udgøre op til 1/3 af kropslængden og nå en vægt på 15 ton.

Størrelsen på denne kæmpe næse gør, at der er flere meter mellem næsen og mundåbningen. Så hvordan bærer kaskelothvalen sig ad med at fange sit bytte med så stor en næse foran munden?

Og hvorfor har kaskelothvalen i det hele taget så stor en næse?

15 års detektivarbejde har løst gåden

Uanset hvad næsens funktion er, står det klart, at den ikke kun er til pynt.

Fakta

Denne artikel stammer fra bogen '25 søforklaringer - Naturvidenskabelige fortællinger fra Søauditorierne'. Bogen bringes i samarbejde med Aarhus Universitetsforlag. Køb bogen her. I løbet af efteråret er det muligt at deltage i flere fordrag, der blandt andet omhandler emner omtalt i bogen. Foredragene bliver holdt i Aarhus, Herning, Horsens og Vejle

Tværtimod må den give kaskelothvalen en fordel, der kan forsvare, at op imod 25 procent af dens vægt og dermed energimæssige investering sidder i næsen.

Sådanne spørgsmål om denne grotesk udseende hval har plaget videnskabsfolk i over 200 år, og en lang række teorier har været fremsat til at forklare funktionen af denne kæmpe næse.

Denne artikel handler om et stykke videnskabeligt detektivarbejde, hvor forskere ved hjælp af stædighed og teknologiske landvindinger de seneste 15 år har løst gåden om verdens største næse.

En næse med påhængsmotor

Kaskelothvalens gigantiske næse dominerer i en grad, der har fået den danske zoofysiolog og hvalforsker Bertel Møhl til at konstatere, at kaskelothvalen dybest set er en næse med påhængsmotor.

På grund af næsens størrelse kunne man tro, at kaskelotter har en meget veludviklet lugtesans.

Men kaskelothvalen kan – som alle andre tandhvaler – ikke lugte noget som helst, da både lugtecellerne i næsen og de nerver, der fører tilbage til hjernen, er gået tabt over de seneste 30 millioner års tilpasninger til et liv i vand.

Derimod består næsen af bindevæv, luftgange, muskler, sener og flydende spermacetolie i et komplekst system, der hviler oven på dyrets kranium og overkæbe.

Næsen domineres af to dele med flydende spermacetolie

Næsen domineres af to dele med flydende spermacetolie, spermacetorganet og den såkaldte junk, der er adskilt fra hinanden af den højre næsegang.

Spermacetorganet er et langt konisk rør, der strækker sig fra den bagerste luftsæk på kraniet og ud til to stive bindevævsstrukturer, kaldet abelæberne.

Spermacetorganet er på siderne og toppen dækket af et kompliceret netværk af sener, bindevæv, muskler, blodkar og nerver.

Junken derimod består af et svampeagtigt væv, hvor linseformede strukturer med et højt indhold af spermacetolie er opdelt af bindevæv med et lavere indhold af spermacetolie.

Spermacetolien minder om sæd - både i udseende og konsistens

Spermacetolien minder, som navnet siger (sperma = sæd, cetus = hval), både i konsistens og i udseende om sæd, hvilket også har givet kaskelothvalen dens engelske navn, sperm whale (sædhval).

Kaskelothvalen bærer dog ikke rundt på 5.000 liter sæd 
i næsen, men i stedet en speciel blanding af voks og fedt, der gør kaskelotnæsen til det største vokslager i dyreriget.

På trods af et højt energiindhold er den fedtholdige spermacetolie ikke et energilager for kaskelothvalen, som de fedtholdige pukler er det for en kamel.

Spermacetolien er ikke tilgængelig for kaskelothvalens stofskifte, og det er derfor skæbnens ironi, at man kan finde udmarvede kaskelothvaler med et helt intakt lager spermacetolie i næsen.

Spermacetolie det bedst tilgængelige smøremiddel i 60'erne

Spermacetolien har en lang række unikke egenskaber, der har betydet, at kaskelothvaler har været efterstræbt i over 200 år.

Indtil opfindelsen af syntetiske smøreolier i 1960'erne var spermacetolie det bedst tilgængelige smøremiddel og blev yderligere brugt til en lang række produkter som for eksempel sæbe, parfume og lys til at håndtere ekstra alvorlige synder i den katolske kirke.

Kaskelotnæsen består af et komplekst system af muskler, sener, bindevæv og op til 5.000 liter spermacetolie. (Illustration: Uko Gorter (bearbejdet))

Den voldsomme efterspørgsel på spermacetolie fra den i øvrigt uspiselige kaskelothval betød, at flere end en million kaskelothvaler blev fanget fra 1850 til 1985.

Fra et biologisk synspunkt står det klart, at kaskelothvaler ikke slæber rundt på 5.000 liter olie i næsen, fordi mennesker skal have industriel glæde af olien. I stedet må olien og den næse, hvori den opbevares, have en helt speciel funktion, der kan retfærdiggøre den voldsomme energimæssige investering i organet set fra kaskelothvalens side.

 

Teorier om funktionen af verdens største næse

Det har ikke skortet på teorier om funktionen af kaskelothvalens næse.

Den første blev fremsat i 1840 af Dr. Thomas Beale, der via sit arbejde som læge på hvalfangerskibe havde observeret mange døde kaskelothvaler.

Han foreslog, at kaskelotnæsen er en kæmpe opdriftsregulator, der kan hjælpe kaskelothvalen med at komme til og fra overfladen og tillade den at hænge helt stille på dybt vand og vente på, at blæksprutter kommer forbi.

Han foreslog også, at næsen kunne tænkes at fungere som en støddæmper, når kaskelotter slås ved at banke hovederne sammen.

 

Kaskelotnæsen kunne være en opdriftsregulator

Meget senere, i 1960'erne, fremsatte to russiske fysikere den idé, at det parabolformede kranium og de linseformede spermacetoliestrukturer tjener til at opfange radiosignaler, selvom om de ikke gav noget bud på, hvad kaskelotterne kunne bruge radiosignalerne til.

Nogle få år senere genfremsatte den britiske blæksprutteforsker Malcolm Clarke ideen om, at kaskelotnæsen er en opdriftsregulator.

Han tog udgangspunkt i, at spermacetolie fryser ved en temperatur på cirka 27 °C, hvorved oliens massefylde ændres og dermed også hvalens opdrift.

Hans teori blev publiceret i det meget anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature, og hans idé blev uden større kritik accepteret af de fleste videnskabsfolk og den populære presse.

Af samme grund fik en radikalt anden teori fremsat i et stort set ukendt videnskabeligt tidsskrift nogle få år senere af to amerikanske hvalforskere – Kenneth Norris og George Harvey – meget lidt opmærksomhed.

 

Kaskelotter blev også kaldt 'tømrerfisk'

Fiskere og hvalfangere havde i mange år vidst, at kaskelothvaler laver kliklyde.

De havde derfor givet dem kælenavnet 'tømrerfisk', fordi klikkene fra dykkende kaskelothvaler lyder som en flok håndværkere,
der slår søm i.

Norris og Harvey havde i lydoptagelser af kaskelothvalers kliklyde til havs opdaget, at klikkene faktisk består af en serie pulser med et fast interval imellem 3 og 7 millisekunder.

De foreslog derfor, at næsen er en lydgenerator, der laver klik, og at tidsintervallet mellem pulserne i kaskelothvalens klik skyldes, at lyd reflekteres mellem de to luftsække i hver ende af spermacetorganet.

Endvidere foreslog de, at kaskelothvalen laver klikket med sine abelæber ved at presse luft igennem dem.

De foreslog også, at det meste af lydenergien rettes direkte ud i vandet, mens en lille del af lydenergien reflekteres på den forreste luftsæk, vandrer bagud igennem spermacetorganet, reflekteres på den bagerste luftsæk og vandrer gennem junken og ud i vandet.

Hvalforsker Bertel Møhl med sit dybtvandsoptagesystem, der består af 10 undervandsmikrofoner og et 1.000 meter langt fiberoptisk kabel. (Foto: A. Heerford)

En lille del af denne lydenergi reflekteres igen på den forreste luftsæk og tager en tur mere rundt i spermacetorganet og junken.

 

Man manglede målinger fra levende hvaler

Det elegante ved Norris og Harveys teori var, at den sammenbandt observationer fra levende kaskelothvalers lydproduktion i det fri med anatomiske observationer fra dissektioner af døde kaskelothvaler.

På trods af dette fik deres teori meget lidt opmærksomhed, dels fordi den modsagde den accepterede teori om opdriftsregulering, dels fordi deres teori havde et par svage punkter.

Udover manglende målinger direkte på en levende kaskelot var et af problemerne med Norris og Harveys teori, at den ikke kunne forklare, hvorfor det skulle være en evolutionær fordel med en stor næse, i og med at deres lydproduktionsmodel sendte langt hovedparten af lyden direkte fra abelæberne og ud i vandet, hvorved behovet for resten af næsen var ubegrundet.

 

Kaskelotten kunne umuligt have brug for så stor en næse

Det problem blev løst af den danske zoofysiolog Bertel Møhl fra Aarhus Universitet.

I midten af 1970'erne observerede han en svag puls (kaldet p0) foran den kraftigste puls (p1) i et kaskelotklik. Baseret på den observation foreslog Bertel Møhl en ændring af Norris og Harveys teori.

Møhl foreslog, at kaskelotten sender hovedparten af lydenergien fra abelæberne ind i spermacetorganet, hvorefter den reflekteres af den bagerste luftsæk og sendes ud i vandet som en snæver lydkegle via junkens linseformede spermacetstrukturer.

Møhl kunne dog ikke få sine ideer publiceret, fordi den på det tidspunkt ledende marine bioakustiker, Bill Watkins fra USA, var overbevist om, at kaskelotter producerer meget svage klik uden retningsvirkning på niveau med de klik, det lille marsvin laver.

Kaskelotten kunne dermed umuligt have brug for en så stor næse til at lave så lidt lyd med.

 

Det oversete kæmpeklik

I de næste 20 år skete der ikke meget i forhold til at løse gåden om kaskelottens store næse.

De fleste forskere havde accepteret Malcolm Clarkes opdriftsteori, og uden nye data fra de svært tilgængelige kaskelotter langt til havs blev lydproduktionsteorierne ikke taget alvorligt.

Den situation ændrede sig dog dramatisk fra slutningen af 1990'erne, hvor en serie nye observationer, teknologiske landvindinger og rent held kastede nyt lys over funktionen af verdens største næse.

Det første skridt blev taget af en amerikansk anatom Ted Cranford, som efter omhyggelige dissektioner af en lang række tandhvalsarter kunne konkludere, at strukturerne i kaskelothvalens næse er helt tilsvarende de strukturer, der hos mindre tandhvaler uomtvisteligt bruges til at lave lyd med.

 

Målet var at teste, om kaskelothvalers klik var så svage

På nogenlunde samme tidspunkt havde Bertel Møhl efter 25 års venten også indset, at nye teknologiske landvindinger kunne gøre det muligt at måle kaskelottens klik på dybt vand og langt til havs.

Udstyret med mange hundrede meter kabel og GPS- og radio-synkroniserede optagesystemer sejlede han med fysikeren og biologen Magnus Wahlberg, en lang række dedikerede medhjælpere og jeg selv til Bleik-dybet ud for Nordnorge, hvor han-kaskelotter kan findes i 20-30 kilometers afstand fra kysten.

Målet var at teste, om kaskelothvalers klik var så svage, som Bill Watkins havde påstået, eller om verdens største biologiske lydgenerator også laver verdens kraftigste lyde.

 

De fleste klik var ganske svage

Ved at bruge GPS-information kunne vi meget præcist sige, hvor og hvornår et kaskelotklik blev modtaget på en af vore optagestationer.

Det kræver en smule behændighed at sætte udstyr på en hval! Her forsøger styrmanden fra forskningsskibet Odyssey, Josh Jones, at sætte en instrumentpakke på en hunkaskelot. (Foto: Chris Johnson/Ocean Allience)

Derefter kunne Magnus Wahlberg på baggrund af forskellene i ankomsttid mellem de enkelte stationer udregne den klikkende hvals dybde og afstand til optagestationerne.

Da vi efter mange tekniske problemer og søsyge havde fået de første målinger i kassen og analyseret dem, kunne vi konstatere, at
 de fleste klik, som vi optog, var ganske svage, men nu og da blev et af vores optagesystemer ramt af meget kraftige klik.

Efter korrektion for det samme kliks dæmpning gennem vandet til de forskellige optagesystemer stod det klart, at det estimerede lydtryk ved hvalen, den såkaldte kildestyrke, afhang kraftigt af hvalens orientering i forhold til de enkelte optagestationer:

Bagved eller på siden af hvalen var den tilbageregnede kildestyrke sammenlignelig med marsvinets klik, mens optagelser foran hvalen gav kildestyrker med en lydintensitet mere end en million gange højere.

 

Opdagelsen støttede ideen om, at næsen er en lydgenerator

Således viste vore målinger, at tidligere studier havde misset en meget snæver og ekstremt kraftig lydstråle fra klikkende kaskelothvaler, hvor mere end 99 procent af lydenergien er koncentreret inden for en kegle på cirka 10 grader foran hvalerne.

Kaskelottens kæmpeklik er det suverænt højeste lydtryk produceret af nogen levende organisme på jorden.

Det svarer til den lydintensitet, man kan opleve en halv meter foran mundingen på en kraftig riffel (hvis man skulle være så uheldig at opholde sig der).

Vores opdagelse gav betydelig støtte til ideen om, at kaskelotnæsen faktisk er en lydgenerator, da der nu var påvist en sammenhæng imellem verdens formodet største biologiske lydgenerator og verdens kraftigste biologisk producerede lydtryk.

På trods af disse målinger langt ude til havs manglede der dog stadig direkte bevis for, at kaskelotnæsen laver lyd. Den situation skulle dog snart ændre sig ved en serie af særdeles heldige omstændigheder.

 

Hvaler med måleudstyr

Under et fysiologikursus for hvalbiologer, som jeg deltog i på Hawaii i 2001, indløb der pludselig en melding om, at en nyfødt kaskelotkalv var strandet i levende tilstand på en af naboøerne.

Vi greb, hvad vi kunne finde af hydrofoner, og sprang på det første fly til Hawaiis Big Island, hvor den lille kaskelot blev tilset af dyrlæger.

Da vi ankom, kravlede jeg op i bassinet til den lille hval, og mens en dyrlæge undersøgte den, kunne jeg forsigtigt holde to hydrofoner fast på forskellige steder på dens hoved.

På trods af, at den kun var et par dage gammel, lavede den en lang række klik, der alle ankom først på den hydrofon, der var anbragt lige under blæsehullet på hvalen.

Det er nok et af de simpleste eksperimenter, der nogensinde er lavet med en hval, men det viste utvetydigt, at kaskelothvaler laver deres klik ved hjælp af abelæberne yderst på næsen.

 

Lydproduktionen var upåvirket af det lille luftvolumen

På trods af glæden over at kunne vise, at kaskelotnæsen faktisk er en lydgenerator, stod det også klart, at vi måtte have flere målinger, og at disse målinger ikke kunne vente på, at endnu en kaskelotkalv tilfældigvis ville strande på Hawaii.

Jeg gik derfor som ph.d.-studerende sammen med en dygtig elektronikmand på Aarhus Universitet, Niels Kristiansen, i gang med at udvikle en lille lydoptagende computer, der kunne sættes fast på dykkende, voksne kaskelotter i det fri, for at studere, hvordan lydgeneratoren virker på store havdybder.

Efter flere forgæves forsøg lykkedes det i Bismarckhavet ud for Papua Ny Guinea at sætte den første akustiske målepakke på en dykkende kaskelothval.

Dykkeprofil af kaskelot, som viser, hvor i vandsøjlen og på hvilke tidspunkter hvalen producerer forskellige slags klik. De røde streger er almindelige ekkolokaliseringsklik. De blå prikker viser, hvor hvalen spiser, mens de gule firkanter repræsenterer kommunikationsklik (codaer). (Illustration: Stephanie Watwood (WHOI))

Den mærkede kaskelothval dykkede til 700 meters dybde, hvor den luftmængde, der er til rådighed for lydproduktion, på grund af trykket var reduceret til under 2 procent af den luftmængde, som hvalen havde ved overfladen.

Ikke desto mindre kunne vi vise, at kaskelottens lydproduktion var upåvirket af det lille luftvolumen, og at både frekvensen og amplituden af de udsendte klik var uafhængige af hvalens dybde.

Optagelserne viste desuden, at kaskelothvaler kan producere forskellige kliktyper afhængigt af, hvad de skal bruge dem til.

 

Spermacetorganet kunne transmittere lyd

Med målepakken kunne vi også teste Malcolm Clarkes opdriftsteori ved at måle på tidsforsinkelsen mellem de forskellige pulser i et kaskelotklik.

Hvis kaskelothvaler, som Clarke havde foreslået, fryser og smelter deres spermacetolie, ville det betyde, at lydhastigheden og dermed tidsforsinkelserne skulle ændres mellem pulserne under ned- og opstigning.

Vi fandt meget små variationer i forsinkelserne og kunne dermed afvise Clarkes opdriftsteori.

I 2002 viste vi således, at kaskelotnæsen er en gigantisk lydgenerator, der laver de kraftigste lydtryk i dyreverdenen, og vi havde på nyligt strandede kaskelotter vist, at spermacetorganet kunne transmittere lyd.

 

Hvad bruger den disse kraftige lydtryk til?

Bertel Møhls teori om kaskelotnæsen som et bøjet horn, hvor hvalen effektivt skyder sig selv i hovedet med kraftigt lyd, manglede dog stadig at blive testet.

Det lykkedes i et samarbejde med en dygtig tysk fysiker, Walter Zimmer, i et elegant eksperiment med en mærket hval og et helt særligt hydrofonsystem fra
et NATO-forskningsskib, der normalt er beregnet til at jagte ubåde med.

Med dette udstyr kunne vi vise, at den svage p0-puls blev sendt ud i vandet fra området omkring abelæberne, men at den kraftigste lydpuls i et kaskelotklik, p1-pulsen, blev sendt ud fra den flade front af junken.

Ad snørklede og ofte uforudsigelige veje har vi således i de seneste to årtier langsomt kunnet teste de forskellige teorier for funktionen af kaskelothvalens næse, og vi er endt med at kunne påvise, at kaskelotnæsen er verdens største og kraftigste lydgenerator.

Men hvad pokker bruger den disse kraftige lydtryk til?

 

Fødesøgning med lyd

Det har i mange hundrede år været en gåde, hvordan dykkende hvaler som kaskelotten kan finde og fange små, hurtige byttedyr på 1.000 meters dybde i 4 graders varme og i absolut mørke.

Flere forskere har med udgangspunkt i opdriftsregulatorteorien for næsens funktion foreslået, at kaskelothvaler hænger helt stille på store dybder og lokker blæksprutter hen til munden ved hjælp af de hvide kanter på deres underkæbe.

I dag ved vi fra brug af ekkolod, pejling med hydrofoner og målepakker på selve hvalen, at den teori er forkert, og at kaskelothvaler er aktive rovdyr, der flytter sig flere kilometer under deres 45 minutter lange dyk efter føde.

Det står derfor klart, at de aktivt opsøger deres byttedyr.

Men hvordan får en stor hval på 60 ton med en næse på 5 meter fundet og fanget en 1 meter lang blæksprutte på 3 kg?

 

Videnskaben flytter sig ofte i ryk

Eksempel på en akustisk byttefangstsekvens med normale ekkolokaliseringsklik, der skifter til et buzz. (Illustration: Peter Teglberg Madsen)

Indtil midten af 1980'erne var ideen om at tage til havs for at studere levende hvaler de fleste forskere meget fjern, og de fleste teorier om, hvordan hvaler fanger føde, var derfor baseret på analyser af døde hvalers anatomi og maveindhold.

Problemet med denne tilgang er, at en død hval på land per definition er et dårligt udgangspunkt for at studere, hvad en levende hval gør ude i de åbne oceaner. Heldigvis flytter videnskab sig ofte i ryk, ved at nye, unge forskere kommer til og piller ved de eksisterende dogmer.

Det skete også for hvalforskningen i midten af 1980'erne, hvor to unge forskere – Jonathan Gordon og Hal Whitehead – fra universiteterne i Oxford og Cambridge i Storbritannien kastede sig over at studere kaskelotter langt til havs ud for Sri Lanka.

 

Buzzes havde måske samme funktion som ekkolokation

Med en lille 8 meters sejlbåd tilbragte de flere uger med 2.000 meter vand under kølen i jagten på at forstå, hvad kaskelothvaler egentlig foretager sig, når de er levende og til havs.

En af opdagelserne var, at kaskelothvaler begynder at udsende deres klik i regelmæssige mønstre cirka fem minutter inde i deres lange dyk, hvilket førte til et forslag om, at hvalerne bruger disse klik til ekkolokalisering af deres byttedyr.

Gordon og Whitehead optog også nogle hurtige kliktog, såkaldte buzzes, der lyder, som når man kører neglen over tænderne på en kam. Det blev foreslået, at disse buzzes havde samme funktion som hos ekkolokaliserende flagermus, hvor de bruges som en form for akustisk stroboskoplys til at guide hvalen de sidste meter hen til byttet.

 

På korte afstande kommer lyden hurtigere frem og tilbage

Gordon og Whiteheads studier var i høj grad baseret på få data og mange spekulationer, men i dag ved vi fra mærkning af næsten 100 kaskelothvaler med moderne teknologi, at de havde ret: Kaskelothvaler bruger deres klik til ekkolokalisering.

Når hvalen dykker for at søge føde, begynder den langsomt at udsende ekkolokaliseringsklik i starten af dykket og skifter herefter til at klikke oftere, jo dybere og dermed tættere den kommer på laget af byttedyr.

Den venter således med at udsende et nyt klik, til den har fået ekkoerne tilbage fra det forrige klik, så på korte afstande kan den klikke hurtigere, fordi lyden kommer hurtigere frem og tilbage mellem hval og byttedyr.

 

Næsen tillader kaskelotten at kigge med lyd

Vi har lavet en model for en kaskelothvals sonarsystem, og den viser, at kaskelothvalen med sine kraftigste klik formodentlig kan ekkolokalisere stimer af byttedyr på mere end 500 meters afstand.

Den kæmpestore lydgenererende næse tillader dermed kaskelothvalen med lyd at kigge dybt ned i det mørke ocean efter byttedyr, som den så kan svømme direkte ned til og dermed spare energi.

Denne langdistance-ekkolokalisering kan således forklare, hvordan et stort rovdyr som kaskelothvalen kan finde og nærme sig sit byttedyr i det åbne ocean. Men det svarer ikke på spørgsmålet om, hvordan den fanger dem.

 

En gåde løst – nye venter

Et muligt svar på kunne være den såkaldte biologiske big bang teori, der først blev fremsat af to russiske forskere i 1960'erne og siden af Bertel Møhl og Kenneth Norris i 1983. De foreslog, at kaskelotter med meget kraftige klik kan forvirre deres byttedyr eller lamme dem i en vis grad, så de ikke kan svømme så hurtigt. 

Det smukke ved den teori er, at den udover at forklare, hvordan en stor og klodset hval kan fange små byttedyr, også forklarer, hvorfor kaskelothvalen har udviklet sin kæmpe lydgenerator og de meget høje lydtryk.

Et kritisk punkt for den teori er, hvorvidt kaskelothvalers byttedyr faktisk bliver påvirket af kaskelotklik, og mine tidligere studerende Maria Wilson og Henriette B. Schack har derfor i en serie eksperimenter udsat både fisk og blæksprutter for meget kraftige klik, der efterligner kaskelothvalens.

Det viser sig, at hverken fisk eller blæksprutter bliver påvirket negativt af højfrekvente klik med meget høje lydtryk lig dem, som kaskelothvaler bruger til at ekkolokalisere med.

 

Næste udfordring: at afsløre hvordan kaskelotten får byttet forbi den store næse

Desuden har vi med målepakker på kaskelothvaler kunnet vise, at de faktisk sænker lydtrykkene med en faktor 10, når de buzzer på deres byttedyr, og vi kan derfor konkludere, at kaskelothvaler ikke bruger lyd til at gøre deres bytte nemmere at fange.

I stedet har det vist sig, at kaskelothvaler faktisk i mange tilfælde jagter deres byttedyr over lange afstande under vand, og at kaskelothvaler tilsyneladende fanger deres byttedyr ved at suge dem ind i munden, når de kommer tæt nok på.

Status i år 2013 er altså, at gåden om verdens største næse nu er løst: Vi ved nu,
at næsen er verdens største og kraftigste biologiske lydgenerator til langdistance-ekkolokalisering af dybhavets fisk og blæksprutter.

Næste udfordring er at afsløre detaljerne i, hvordan kaskelothvalen får byttedyrene forbi den store næse og ind i munden, og vi har derfor nu udviklet et sugekopkamera, hvormed kaskelothvaler kan filme sig selv under lange fødedyk.

Og mon ikke kaskelothvalen vil præsentere os for yderligere en gåde eller to i vor fortsatte udforskning af det fascinerende og kæmpestore rovdyr. 

Skematisk illustration af kaskelottens lydproducerende næse

Ved at presse luft igennem abelæberne dannes der en lydpuls.

En lille del af denne lydpuls fortsætter direkte ud i vandet (vist som P0-pulsen på tegningen), men det meste af lyden reflekteres på grund af læbernes geometri fra den forreste luftsæk og sendes bagud gennem spermacetorganet.

Her reflekteres den på den bageste luftsæk og sendes igennem junken og ud i vandet som en P1-puls. Kaskelotklikkenes multipuls-struktur (på tegningen angivet som P1, P2 og P3) opstår ved, at en del af lyden reflekteres frem og tilbage inde i kaskelotten.

Det medfører, at man kan måle gradvist svagere lyd-pulser med faste tidsintervaller, der svarer til den tid det tager for lyden at vandre frem og tilbage i næsen. De lodrette bjælker på tegningen angiver den relative amplitude for de forskellige lydpulser i klikket.

Illustration: Troels Marstrand

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.