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Annette Bültmann

Ohren - Evolution

Das menschliche Ohr hört normalerweise Schall im Bereich von 20 Hz (Hertz, Schwingungen pro Sekunde, benannt nach dem Physiker Heinrich Rudolf Hertz) bis zu 20 kHz (Kilohertz), das entspricht 20 000 Hz. Töne, deren Schwingungsfrequenz darunter liegt, werden als Infraschall bezeichnet, darüber liegende als Ultraschall. Die Ohren der meisten Tierarten hören in anderen Frequenzbereichen als das menschliche, z.B. hören Katzen hohe Töne bis zu 65 kHz und Hunde bis 45 (50) kHz, Pferde bis 33 kHz, Hasen bis 42 kHz, Mäuse bis zu 90 (100) kHz und Delphine bis zu 150 (250) kHz.

Der Schall überträgt sich sowohl in der Luft als auch in Flüssigkeiten und festen Körpern. Tiefe Töne werden während der Ausbreitung durch die Luft wenig abgeschwächt, sie ermöglichen z.B. den Elefanten eine weitreichende Verständigung über mehrere Kilometer.

Ultraschall schwächt sich in Luft schnell ab, er wird mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle bald leiser, die Reichweite beträgt je nach Frequenz, Lautstärke, und Faktoren wie Luftfeuchtigkeit u.Ä. nur einige Meter, aber für die Echolotortung der Fledermäuse, mit der sie "mit den Ohren sehen", ein komplexes Hörbild auch feiner Strukturen wahrnehmen können, ist Ultraschall dennoch zweckmässig: durch die kürzere Wellenlänge kommt es zu einer besseren Auflösung des Hörbildes, je kürzer die Frequenz, desto kleinere Objekte können voneinander unterschieden werden.

Die Wahrnehmung von Ultraschall hat auf die in der Nähe der menschlichen Zivilisation lebenden Tiere Auswirkungen, deren sich der Mensch meist kaum bewusst ist. Viele Röhren wie Monitore, Glühbirnen, Neonröhren geben im Ultraschallbereich Töne ab, die für Menschen unhörbar sind. Es sind summende oder rauschende, zischende Töne, und vor allem Pfeiftöne in unterschiedlichen Tonhöhen. Fledermäuse und auch Haustiere bewegen sich zwischen diesen leuchtenden und pfeifenden zischenden Gegenständen, wie eine sonderbare künstlerische Installation könnte es ihnen vorkommen, manchmal können die diversen Geräuschquellen aber sicher auch nervig sein... mit Ultraschallkonvertern kann man diese Töne in den für Menschen hörbaren Bereich transformieren und bewegt sich dann zeitweise auch in dieser Welt der summenden und pfeifenden leuchtenden Dinge.

 

Das Ohr der Säugetiere besteht aus dem Aussenohr, Mittelohr und Innenohr.

Das Aussenohr bildet einen schallauffangenden Trichter, der je nach Art unterschiedlich geformt ist. Es besteht aus dem äusseren Gehörgang, der Ohrmuschel und ihrem Bewegungsapparat. Die Ohrmuschel besteht aus einer mit Haut überzogenen Knorpelplatte, die aussen eher flach ist und sich zum Kopf hin röhrenartig formt. Durch Muskeln kann das Ohr bei manchen Tierarten um bis zu 180 Grad gedreht werden, und ist sehr beweglich, bei anderen Tierarten sind die äusseren Ohren kleiner und weniger beweglich. Vermutlich fängt das Aussenohr den Schall nicht nur auf, sondern hilft auch bei der Lokalisierung von Klängen, also beim Richtungs-Hören, oder Heraushören einzelnen Töne vor Hintergrundgeräuschen. Dabei spielt es natürlich auch eine Rolle, dass zwei Ohren vorhanden sind, bei denen der Schall zu leicht unterschiedlichen Zeitpunkten eintrifft.

Säugetiere können im allgemeinen besser hören als andere Wirbeltiere, und sie hören auch höhere Frequenzen, z.B. hören vermutlich die meisten Reptilien und viele Vogelarten hohe Töne nur bis zu 4 bis 6 kHz. Reptilien haben in ihrem Mittelohr nur einen Gehörknochen, während der Schall beim Säugetier über drei Mittelohrknochen vom Trommelfell zum ovalen Fenster übertragen wird. Früher wurde vermutet, dass sich aus dem einen Gehörknochen der Reptilien die drei der Säugetiere im Verlauf der Evolution entwickelt haben. Inzwischen wird vermutet, dass sich das Mittelohr mehrfach unabhängig voneinander entwickelt hat, bei Amphibien und Reptilien mit einem Mittelohrknochen, bei Säugetieren mit drei Mittelohrknochen. Aber das ist noch nicht alles, es wird sogar vermutet, dass sich auch die spezielle Form des Mittelohres mit den drei Gehörknochen zweimal entwickelt hat, einmal bei den gemeinsamen Vorfahren von Beuteltieren und höheren Säugetieren und später noch einmal bei den Vorfahren der eierlegenden Ur-Säugetiere, den heutigen Schnabeltieren und Ameisenigeln.

Deshalb ist für die Evolution des Ohres besonders das Mittelohr interessant. Die drei kleinen Gehörknochen, die sich im Verlauf der Entstehung des Säugetier-Gehörs vom Unterkiefer getrennt haben, stabilisierten ursprünglich das Kiefergelenk, trennten sich dann aber vom Kiefer und leiten nun den Schall vom Trommelfell zum ovalen Fenster des Innenohrs. Im Innenohr setzt sich der Schall in lymphartiger Flüssigkeit fort, mit der es gefüllt ist. Es besteht aus den drei Bogengängen des Gleichgewichtsorgans und der Hörschnecke oder Cochlea, in der sich mehrere Reihen feiner Haarzellen befinden, die den Schall in Nervenimpulse umwandeln.

 

Das Hören entwickelte sich im Verlauf der Evolution bei den Wirbeltieren und in anderen Form auch bei Insekten, es gibt aber auch heute noch Tierarten, die nicht hören, z.B. Würmer, Schnecken, viele Insektenarten. Die frühen Lebewesen, die das Wasser und später auch das Land besiedelten, hatten vermutlich kein Gehör, und konnten Schall also nur in Form von Wasser- oder Bodenvibrationen wahrnehmen.

Das Innenohr der Wirbeltiere mit der Hörschnecke und dem Gleichgewichtsorgan entwickelte sich wohl aus dem Seitenlinienorgan, das an den Köperseiten der Fische verläuft. Es hat bereits den im Innenohr ähnliche Nervenzellen mit Haar-Fortsätzen und kann damit Wasserbewegungen und Druckunterschiede wahrnehmen.

Bei manchen Fischarten entwickelte sich später ein Gehör mit Hilfe der Schwimmblase, diese wiederum aus Vorläufern der Lungen. Zuerst bildeten sich Kiemen aus dem Verdauungstrakt, durch die das Wasser strömte, dann sackartige Erweiterungen der Kiemen, mit Hilfe derer die frühen Fische, Vorfahren der heutigen Quastenflosser und Lungenfische, trockene Perioden oder Sauerstoffmangel im Wasser ausgleichen konnten. Diese wurden zu Lungen bei den Amphibien und zur Schwimmblase bei den Knochenfischen. Die Vibrationen der Schwimmblase werden durch kleine Knochen ins Innenohr übertragen, also ein ähnliches Prinzip wie das Trommelfell und die Übertragung durch das Mittelohr.

Bei den Vorfahren der Säugetiere soll gleichzeitig mit der Entstehung des Gehörs das Gehirn stark an relativem Volumen zugenommen haben, was ja auch nicht erstaunlich ist, wenn man bedenkt wieviel mehr Eindrücke von der Umwelt es ermöglicht, und auch die Entstehung der Kommunikation durch Töne.

Links zum Thema:
http://www.wissenschaft-online.de/abo/ticker/773196
http://www.wissenschaft.de/wissen/news/249112.html
http://www.dinosaurier-interesse.de/web/Nachrichten/Texte/2005/di-t141.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Auditive_Wahrnehmung
http://www.heise.de/tp/r4/artikel/7/7751/1.html
http://www.mare.de/mare/news/template.php?id=26
http://www.max-wissen.de/print.php?id=661&PHPSESSID=665ac425fc00121cfd9854d459b960e3
http://www.tauchersprechstunde.de/Anatomie/Innenohr.html