Welches ist das lauteste Meereslebewesen?

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Wenn es um die lautesten Bewohner der Weltmeere geht, denken viele sofort an den Blauwal, der Töne erzeugen kann, die über Hunderte von Kilometern zu hören sind. Doch entgegen den Erwartungen wird das lauteste natürliche Geräusch in der Meeresumgebung nicht von Walen erzeugt, sondern von winzigen Garnelen, die als Schnappkrebse (snapping shrimp, pistol shrimp oder alpheid shrimp) bekannt sind.

 

Blauwal gegen Schnappkrebs: Ein unerwarteter Wettbewerb

Blauwale sind zweifellos beeindruckend in ihrer Größe und ihren Fähigkeiten. Ihre donnernden Gesänge erreichen 188 Dezibel und dienen der Kommunikation über große Entfernungen. Dennoch übertrifft das kollektive Geräusch, das von Billionen von Schnappkrebsen erzeugt wird, sogar diese Lautstärken und erreicht ohrenbetäubende 246 Dezibel unter Wasser. Dies entspricht 160 Dezibel in der Luft, was den Lärmpegel eines startenden Düsenflugzeugs (etwa 140 Dezibel) und die Schmerzgrenze des menschlichen Gehörs bei weitem übersteigt.

 

Das Phänomen der „Garnelenschicht“ und seine Auswirkungen auf die Technologie

Die sogenannte „Garnelenschicht“ ist eine dichte Ansammlung von Schnappkrebsen, die ein ständiges Geräusch im Ozean erzeugt. Dieses Geräusch ist so intensiv, dass es die Sonare von U-Booten „blenden“ kann und sie in den Lebensräumen dieser Garnelen nutzlos macht. Hydroakustiker, die sich unter einer solchen Schicht befinden, können keine Geräusche von oben unterscheiden und umgekehrt. Der einzige Weg, diese akustische „Blockade“ zu überwinden, besteht darin, den Mast physisch durch die Garnelenschicht zu heben, um Signale direkt zu empfangen.

 

Die Mechanik des Geräusches: Wie Schnappkrebse ihren Lärm erzeugen

Die Quelle dieses unglaublichen Geräusches liegt in der einzigartigen Anatomie der Schnappkrebse, die den Gattungen Alpheus und Synalpheus angehören. Diese kleinen Garnelen, die nur 3–6 Zentimeter lang sind, haben asymmetrische Scheren, von denen eine wesentlich größer ist als die andere und sowohl rechts- als auch linkshändig sein kann. Die größere Schere ist mit einem speziellen Mechanismus ausgestattet: Ein kleiner Vorsprung auf einer Seite rastet in eine Vertiefung auf der anderen Seite ein und erzeugt beim Zuschlagen einen starken hydrodynamischen Effekt.

Schnappkrebs Alpheus

Alpheus | shutterstock.com

Schnappkrebs Synalpheus

Synalpheus | wikimedia.org

 

Kavitation: Ein physikalisches Wunder im Miniaturformat

Beim blitzschnellen Zuschlagen der Schere wird Wasser mit unglaublicher Geschwindigkeit von bis zu 100 Kilometern pro Stunde herausgeschleudert. Dies führt zur Bildung von Dampfblasen in einem Prozess, der als Kavitation bekannt ist. Die Blasen dehnen sich schnell aus und kollabieren dann, was einen scharfen Schallimpuls, einen Lichtblitz und sogar einen kurzzeitigen Temperaturanstieg auf bis zu 7700 °C verursacht. Zum Vergleich: Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt etwa 5500 °C. Dieses Phänomen, das als Sonolumineszenz bezeichnet wird, stellt die Umwandlung von Schallenergie in Lichtenergie dar und bleibt ein Forschungsgegenstand der Wissenschaft.

 

Jagd mit Schall: Die Strategie des Schnappkrebses

Schnappkrebse nutzen ihre mächtigen Schläge nicht nur zur Kommunikation, sondern auch zur Jagd. In ihren Höhlen oder unter Steinen versteckt, spüren sie ihre Beute mit empfindlichen Fühlern auf. Sobald ein potenzielles Opfer in Reichweite kommt, schnellt die Garnele hervor, zieht ihre große Schere zurück und führt den „Schuss“ aus. Die starke Stoßwelle betäubt oder tötet sogar kleine Fische oder andere Krebstiere, woraufhin die Garnele die Beute in ihr Versteck schleppt.

Krebsenschere. Schema des Blasenkollapses und der damit verbundenen Effekte

Der erste Teil des Schemas zeigt die geschlossene Krebsenschere mit einem leicht verdeckten Kolben (P). Der zweite Teil zeigt die offene Krebsenschere mit geöffnetem Kolben (P) und einer Kammer (C). Der dritte Teil des Schemas zeigt die offene Krebsenschere mit Wasser (W), das in die geöffnete Kammer (C) strömt. Der vierte Teil des Schemas zeigt die geschlossene Krebsenschere mit dem Kolben (P), der in die Kammer (C) eingeführt wird, und den verdrängten Wasserstrahl (J) aus der Kammer | wikipedia.org

 

Kommunikation und soziales Verhalten

Neben der Jagd dienen die Schläge der Schnappkrebse der Kommunikation innerhalb der Art. Sie helfen, soziale Bindungen zu knüpfen, das Territorium zu bestimmen und Geschlechtspartner zu finden. In einigen Fällen bilden die Garnelen komplexe Kolonien mit Rollenteilung, was auf ein hohes Maß an sozialer Organisation hinweist.

 

Auswirkungen auf menschliche Aktivitäten

Der intensive Lärm, den Schnappkrebse erzeugen, hat erhebliche Auswirkungen auf die maritime Navigation und militärische Technologien. Er kann die Arbeit von Sonarsystemen, die zur Erkennung von U-Booten und anderen Objekten eingesetzt werden, erschweren. In Gebieten, in denen diese Garnelen in großer Zahl vorkommen, wird das Sonar praktisch unbrauchbar, was in der U-Boot-Kriegsführung taktisch genutzt werden kann.

Darüber hinaus können die durch massenhafte Schläge verursachten Kavitationswirkungen mikroskopisch kleine Schäden an der Oberfläche von Schiffsschrauben und anderen Unterwasserstrukturen verursachen. Obwohl diese Schäden in der Regel geringfügig sind, können sie im Laufe der Zeit die Effizienz der Ausrüstung verringern und zusätzliche Wartung erfordern.

 

Verbreitung und ökologische Rolle

Schnappkrebse sind in den warmen Gewässern der tropischen und subtropischen Regionen weltweit weit verbreitet. Sie bewohnen flache Gewässer, Korallenriffe, Mangrovenwälder und Sandböden. Diese Garnelen spielen eine wichtige Rolle im Ökosystem, indem sie in Nahrungsnetzen beteiligt sind und durch ihre Grabetätigkeit zur Belüftung des Bodens beitragen.

 

Symbiose mit anderen Arten

Einige Schnappkrebsarten gehen wechselseitig vorteilhafte Beziehungen mit Grundeln ein. Die Garnelen bieten dem Fisch Unterschlupf in ihrer Höhle, während die Grundeln, die ein besseres Sehvermögen haben, die Garnele vor Gefahren warnen. Diese Symbiose ist ein Beispiel für Koevolution und komplexe Interaktionen zwischen verschiedenen Arten.

 

Interessante Fakten und wissenschaftliche Untersuchungen

  • Einzigartigkeit des Geräusches: Jede Schnappkrebsart erzeugt Schläge mit einzigartigen akustischen Eigenschaften, die es Wissenschaftlern ermöglichen, sie zur Untersuchung der Biodiversität und zur Überwachung mariner Ökosysteme zu nutzen.
  • Potenzial in der Medizin: Untersuchungen der Kavitationswirkungen, die durch Schnappkrebse erzeugt werden, könnten Anwendungen in medizinischen Technologien wie der Ultraschalltherapie und der gezielten Wirkstofffreisetzung finden.
  • Robotik: Der Schlagmechanismus der Garnele hat Ingenieure zur Entwicklung mikromechanischer Geräte und neuer Arten von Unterwasserrobotersystemen inspiriert.

 

Schnappkrebse, diese winzigen, aber unglaublich mächtigen Meeresbewohner, zeigen, wie erstaunlich und vielfältig die Unterwasserwelt ist. Ihre Fähigkeit, Lärm zu erzeugen, der lauter ist als die stärksten Geräusche großer Meerestiere, ist nicht nur ein interessantes biologisches Phänomen, sondern hat auch praktische Auswirkungen auf den Menschen. Die Erforschung dieser Garnelen deckt weiterhin neue Aspekte der Physik, Biologie und Ökologie auf und erinnert uns daran, dass auch die kleinsten Kreaturen von großer Bedeutung sein können.

Für diejenigen, die diesen faszinierenden Prozess mit eigenen Augen sehen möchten, empfehlen wir das folgende Video, das den Moment des Blasenkollapses und die damit verbundenen Effekte detailliert zeigt.

 

Die Verwendung von Schallwellen durch Garnelen bei der Jagd

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