Marsvin bruger 'lommelygte'-teknologi til at jage

For en jæger kan en lyd fra buskadset være tegn på, at et dyr er på vej – og at geværet skal holdes klart.

Men når et marsvin er på jagt, kan den lille hval udnytte lyden på en langt mere sofistikeret måde: Ved at udsende lydbølger, kan marsvinet nemlig afsløre, hvor et byttedyr befinder sig.

Nu viser ny dansk forskning, at marsvin har så avanceret en brug af lydbølgerne, at den kan justere og indstille lyden alt efter, hvor langt væk byttedyret befinder sig.

»Vi har vist, at marsvin kan ændre bredden af den lydstråle, de udsender. Vi mener, at det hjælper dem med at sørge for, at deres byttedyr ikke slipper væk,« siger Danuta Wisniewska, som er postdoc ved afdelingen for havpattedyrsforskning på Aarhus Universitet.

Hun er ledende forsker bag den nye undersøgelse, som blandt andet har vakt opsigt i det britiske medie BBC – og som netop er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift eLIFE.

Fugle, hvaler og flagermus 'ser' med lyden

Både fugle, hvaler og flagermus og er kendt for at bruge lydbølger til at orientere sig – en metode som kaldes ekkolokalisering eller biosonar.

Biosonar foregår ved, at dyrene udstøder lyde, som bliver reflekteret i omgivelserne, og når dyrene hører den reflekterede lyd – ekkoet - får de informationer om, hvor der er potentielle byttedyr, eller hvor der er forhindringer, de skal navigere udenom.

»Nogle fugle bruger biosonar til at finde vej, men hvaler og flagermus er de eneste dyr, der bruger lyden til at jagte deres bytte,« fortæller Danuta Wisniewska.

Bruger lyden som lommelygte

I de nye undersøgelser har hun sammen med sine kolleger fundet ud af, at marsvin kan justere bredden på den lyd-stråle, de udsender – på samme måde, som man kan justere lysstrålen på visse lommelygter, forklarer professor Peter Teglberg Madsen.

»Når marsvinene er langt væk fra deres bytte, bruger de en smal lydstråle, men når de kommer tæt på, så bruger de en bred stråle, der mindsker risikoen for at byttet kan flygte ud af lyd-’syns’feltet,« fortæller Peter Teglberg Madsen, som er viceinstitutleder på Institut for Bioscience på Aarhus Universitet.

At det er en fordel for marsvin at justere på bredden af den lyd-stråle, de udsender, kan man netop illustrere ved at forestille sig, at man skal finde vej i natten med en lommelygte.

Derfor justeres bredden på lydkeglen

Skal man eksempelvis finde sin bil på en stor mørk parkeringsplads, fungerer det fint, at lommelygten har en lang, smal lysstråle, så længe bilen er langt væk, forklarer Danuta Wisniewska.

»Selvom strålen fra lommelygten er smal, kan du stadig dække et stort område med lysstrålen, så længe du har bilerne på afstand. Men når du har din bil lige foran dig, kan en smal lysstråle kun dække et lille område på bilen, og det kan være svært at finde nøglehullet.«

»På samme måde er det en fordel med en bred lydstråle for et marsvin, så snart dyret er helt tæt på. Så undgår de, at en fisk svømmer ud af lyd-strålen og forsvinder,« forklarer Danuta Wisniewska.

Hun tilføjer, at de nye eksperimenter har vist, at marsvinene kan ændre bredden på deres lydstråle med helt op til 50 procent.

Andre hvaler kan formentlig det samme

»Vi tror også, at andre hvaler er i stand til at justere deres lydstråle på tilsvarende måde. På åbent hav giver det god mening for dem at have en bredere lydstråle, men hvis de pludselig jager deres bytte nede omkring havbunden, vil de formentlig helst ikke have en bred stråle – det kan give ekko fra bunden.«

»Så på den måde kan det hjælpe hvalerne til at jage deres bytte i forskellige akustiske miljøer,« forklarer Danuta Wisniewska.

På det amerikanske University of California har lektor og biolog Ted Cranford forsket i hvalers brug af biosonar, og han er enig i, at de nye resultater formentlig også gælder for andre hvaler.

»Der er ikke noget, der tyder på, at det er unikt for marsvin at kunne styre lydstråler – det er højst sandsynligt et udbredt fænomen,« skriver Ted Cranford i en e-mail til Videnskab.dk.

Han henviser til, at professor Peter Teglbjerg Madsen tidligere har »samlet overbevisende beviser for kaskelothvalers justering af deres lydstrålemønster.«

Marsvin svømmede med mikrofoner

De nye forskningsresultater stammer fra eksperimenter, som Danuta Wisniewska, Peter Teglbjerg Madsen og deres kolleger har foretaget på tre marsvin, der bor i Kerteminde.

Marsvinene er normalt hovedattraktionen på den lokale turistattraktion Fjord&Bælt, men dyrene har gennem tiden også lagt krop til en række forskningsresultater.

I dette tilfælde har Danuta og hendes kolleger sunket 48 mikrofoner ned i vandet til marsvinene og optaget deres lyde – både når de jagtede fisk, og når de skulle orientere sig i forhold til en lille aluminiumskugle, som blev sendt ned i vandet til dem.

Den amerikanske forsker Ted Cranford påpeger, at tidligere forskning også har vist, at marsvin har »sofistikerede evner« til at bruge deres lyd.

Han henviser blandt andet til en tidligere svensk afhandling om marsvins biosonar.

»Heri beskrives, at lydstrålen kan have en ’skannende’ opførsel, selvom dyrets hoved ikke bevæger sig,« forklarer Ted Cranford, som også selv har forsket i blandt andet delfiners biosonar.

Marsvin klikker hurtigt tæt på byttet

Udover at kunne skanne og justere på bredden af lydstrålen, var det i forvejen kendt, at marsvin og andre tandhvaler kan ændre på raten af den klikkende lyd, de udsender.

»Så længe marsvin søger efter byttedyr, udsender de kun omkring 20 klikkende lyde per sekund. Men når de har fundet deres bytte, begynder de at klikke hurtigere og hurtigere. Marsvin kan lave helt op til 450-500 klik per sekund, når de har fundet sig et byttedyr og skal fokusere på målet,« forklarer Danuta Wisniewska.

Hun tilføjer, at den nye undersøgelse viser, at marsvinene kan justere bredden på deres lydstråle uafhængigt af, hvor hurtigt de klikker.

Forskerne er endnu ikke helt sikre på, hvordan marsvinene rent fysisk ændrer på bredden af deres lydstråle. Men som en del af den nye undersøgelse har et dødt marsvin været under lup i en MR-skanner på Aarhus Universitetshospital.

Lydbredde justeres måske i melon

Skanningen tyder på, at lydstrålen bliver justeret af muskler, som sidder i en særlig bule i marsvinets pandeparti – den såkaldte melon.

»Selve den klikkende lyd bliver skabt i deres blåsthul (hul i hvalers næse, der svarer til andre dyrs næsebor, red.). Men lyden vandrer ud gennem melonen, hvor der sidder en masse muskler og nerver. Vi mener, det er de muskler, marsvinet bruger til at styre lydstrålens bredde,« forklarer Danuta Wisniewska.

Tidligere studier har vist, at også flagermus er i stand til at justere på bredden af deres lydbølger, når de jager deres byttedyr i luften. Men modsat hvaler laver og justerer flagermus deres lyde med munden, påpeger Danuta Wisniewska.

»Det er virkelig interessant, at både hvaler og flagermus er i stand til at ændre deres lyd-bredde. Det er en evne de har udviklet uafhængigt af hinanden, og som sker med forskellige mekanismer. Men det ser ud til at være meget vigtigt for, at de kan få en succesfuld jagt,« slutter Danuta Wisniewska.

Videoen viser et af de tre marsvin fra Fjord&Bælt-centret i Kerteminde. Marsvinene er filmet i forbindelse med den nye undersøgelse (Video: eLIFE/Aarhus Universitet)