Intelligenz der Wale (Cetacean intelligence)

Cetacean-Intelligenz bezieht sich auf die kognitiven Fähigkeiten und intellektuellen Fähigkeiten von Wassersäugetieren innerhalb der Infraordnung Cetacea, zu der Bartenwale, Schweinswale und Delfine gehören. Eine Untersuchung aus dem Jahr 2014 ergab, dass der Langflossen-Grindwal eine größere Anzahl neokortikaler Neuronen besitzt als jedes andere bisher untersuchte Säugetier, einschließlich des Menschen.

Gehirn

Größe

Historisch galt die Gehirngröße als wichtigster Faktor für die Intelligenz eines Tieres. Zahlreiche andere Variablen beeinflussen jedoch auch die kognitive Leistungsfähigkeit, und aktuelle Erkenntnisse zur Vogelintelligenz stellen die alleinige Abhängigkeit von der Gehirngröße als Intelligenzmetrik in Frage. Angesichts der Tatsache, dass ein erheblicher Teil des Gehirns der physiologischen Aufrechterhaltung gewidmet ist, könnten höhere Gehirn-zu-Körpermasse-Verhältnisse mit einem größeren Anteil an Gehirngewebe korrelieren, das für komplexe kognitive Prozesse reserviert ist. Allometrische Analysen legen im Allgemeinen nahe, dass die Gehirngröße von Säugetieren mit der Körpermasse um einen ungefähren Exponenten von 2⁄3 oder §78§⁄§910§ skaliert. Der Enzephalisationsquotient (EQ), der aus dem Vergleich der tatsächlichen Gehirngröße eines Tieres mit der durch Allometrie vorhergesagten Größe abgeleitet wird, bietet ein genaueres Maß für die Intelligenz.

• Pottwale (Physeter Macrocephalus) besitzen die größte nachgewiesene Gehirnmasse aller lebenden Tiere, wobei ausgewachsene Männchen durchschnittlich 7,8 kg wiegen.
• Orcas (Orcinus orca) stehen in Bezug auf die bekannte Gehirnmasse unter den lebenden Tieren an zweiter Stelle und wiegen zwischen 5,4 und 6,8 kg.
• Große Tümmler (Tursiops truncatus) weisen eine absolute Gehirnmasse von 1.500 bis 1.700 Gramm auf. Dieses Maß übertrifft das des Menschen (1.300–1.400 Gramm) geringfügig und ist etwa viermal größer als das des Schimpansen (400 Gramm).
• Das Verhältnis von Gehirn-zu-Körper-Masse, im Gegensatz zum Enzephalisierungsquotienten, übersteigt bei bestimmten Arten innerhalb der Odontoceten-Superfamilie Delphinoidea (zu der Delfine, Schweinswale, Belugas und Narwale gehören) das des modernen Menschen und übertrifft alle anderen Säugetiere, obwohl die Stellung der Spitzmaus im Verhältnis zum Menschen weiterhin Gegenstand von Diskussionen ist. Umgekehrt ist dieses Verhältnis bei einigen Delfinarten weniger als halb so hoch wie beim Menschen, nämlich 0,9 % im Vergleich zu 2,1 %. Dennoch ist diese vergleichende Analyse kompliziert, da die Gehirne von Delphinoidea von einem erheblichen isolierenden Speck umgeben sind, der 15–20 % ihrer Gesamtmasse ausmacht.
• Im Enzephalisationsquotienten (EQ) gibt es erhebliche Unterschiede zwischen den Arten. Zu den spezifischen EQ-Werten gehören etwa 5,55 für den nördlichen Glattwaldelfin, 5,26 für den Großen Tümmler, 4,56 für den Tucuxidelfin, 2,57 für den Schwertwal, 1,78 für Zwergpottwale, 1,76 für Narwale, 1,67 für den La-Plata-Delfin, 1,55 für den Gangesdelfin, 0,58 für Pottwale, 1,63 für den Zwergpottwal, 2,24 für Belugawale, 4,03 für den Kleinen Schwertwal, 2,51 für den Amazonas-Flussdelfin, 0,92 für den Cuvier-Schnabelwal, 2,95 für den Schweinswal, 3,54 für den Dall-Tümmler und 0,19 für Blauwale. Zu Vergleichszwecken weisen Elefanten einen EQ-Bereich von 1,13 bis 2,36 auf; Schimpansen, etwa 2,49; Hunde, 1,17; Katzen, 1,00; und Mäuse, 0,50. Trotz ihres besonders niedrigen EQs (z. B. Buckelwal mit 0,18) gelten Pottwale, Blauwale und Buckelwale im Allgemeinen nicht als außergewöhnlich unintelligent.
• Die meisten Säugetierarten werden mit einer Gehirnmasse geboren, die annähernd 90 % ihres Gehirngewichts bei Erwachsenen ausmacht. Im Gegensatz dazu werden Menschen mit 28 % des Gehirngewichts eines Erwachsenen geboren, Schimpansen mit 54 %, Große Tümmler mit 42,5 % und Elefanten mit 35 %.

Spindelzellen, charakterisiert als Neuronen ohne umfangreiche dendritische Verzweigung, wurden in der Großhirnrinde von Buckelwalen, Finnwalen, Pottwalen, Schwertwalen, Großen Tümmlern, Rundkopfdelfinen und Belugawalen identifiziert. Während diese Zellen zunächst große Aufmerksamkeit erregten, da angenommen wurde, dass ihr Vorkommen auf stark enzephalisierte oder sozial komplexe Arten wie Menschen, Menschenaffen und Elefanten beschränkt sei, haben spätere Forschungen dieses Verständnis erweitert. Spätere Studien enthüllten Spindelzellen in einer vielfältigeren Reihe von Säugetierarten und -taxa, darunter Hausschafen, Kühen, Zwergflusspferden und Weißwedelhirschen, was auf eine grundlegendere biologische Rolle schließen lässt. Darüber hinaus haben einige Forscher die Frage aufgeworfen, ob die bei nicht-hominiden Arten wie Delfinen identifizierten Spindelzellen den von Economo beschriebenen spezialisierten „Stabkorkenzieherzellen“ ähneln und sie von allgegenwärtigeren Spindelzelltypen unterscheiden.

Struktur

Elefantengehirne weisen eine mit denen von Delfinen vergleichbare Komplexität auf, weisen eine stärkere Faltung auf als menschliche Gehirne und besitzen eine dickere Hirnrinde als Wale. Die Ausdehnung des Neokortex, sowohl in absoluten Zahlen als auch im Verhältnis zur Gesamtgröße des Gehirns, wird unabhängig von ihrer spezifischen Definition allgemein als ein Haupttreiber der menschlichen Intelligenz während der evolutionären Entwicklung angesehen. Obwohl ein hochentwickelter Neokortex typischerweise mit erhöhter Intelligenz einhergeht, gibt es Ausnahmen. Obwohl der Ameisenigel beispielsweise über ein hochentwickeltes Gehirn verfügt, wird er allgemein nicht als außergewöhnlich intelligent angesehen. Erste Studien zu ihren kognitiven Fähigkeiten deuten jedoch auf eine Fähigkeit zu komplexeren Aufgaben hin als bisher angenommen.

Eine bahnbrechende Studie aus dem Jahr 2014 ergab, dass der Langflossen-Grindwal, eine Delfinart, eine größere Anzahl neokortikaler Neuronen besitzt als jedes andere bis dahin untersuchte Säugetier, einschließlich des Menschen. Das Gehirn von Delfinen weist einen paralimbischen Lappen auf, eine Struktur, die bei Landsäugetieren fehlt und die zur sensorischen Verarbeitung beitragen könnte. Darüber hinaus wurde angenommen, dass die paralimbische Region bei Delfinen analog zum Menschen Selbstkontrolle, Motivation und emotionale Reaktionen steuert. Delfine sind freiwillige Atmer und behalten auch während des Schlafs die bewusste Kontrolle über die Atmung, was bedeutet, dass eine tierärztliche Anästhesie zum Ersticken führen würde. Ridgways Forschung weist darauf hin, dass Elektroenzephalogramme (EEGs) eine alternierende hemisphärische Asymmetrie in der langsamen Aktivität während des Schlafs aufdecken, wobei in beiden Hemisphären sporadische schlafähnliche Muster beobachtet werden. Dieser Befund wurde als Beweis dafür gewertet, dass Delfine unihemisphärisch schlafen, möglicherweise um ihr willentliches Atmungssystem zu steuern oder um Wachsamkeit gegenüber Bedrohungen aufrechtzuerhalten.

Die stärkere Abhängigkeit des Delfins von der auditiven Verarbeitung zeigt sich in seiner Gehirnstruktur: Der neuronale Bereich, der der visuellen Bildgebung gewidmet ist, macht etwa ein Zehntel des Bereichs im menschlichen Gehirn aus, während der Bereich, der der akustischen Bildgebung zugeordnet ist, etwa zehnmal größer ist. Sensorische Experimente deuten auf ein erhebliches Maß an modalübergreifender Integration bei der Verarbeitung von Formen zwischen den echolokalen und visuellen Bereichen des Gehirns hin.

Gehirnevolution

Die Entwicklung der Enzephalisierung bei Walen ähnelt der Entwicklung bei Primaten. Während der übergreifende Evolutionsverlauf der Wale eine Zunahme der Gehirnmasse, der Körpermasse und des Enzephalisierungsquotienten beinhaltete, kam es bei bestimmten Abstammungslinien zu einer Dezephalisierung, deren Selektionsdruck weiterhin Gegenstand anhaltender Debatten ist. Innerhalb der Walordnung weisen Odontoceti im Vergleich zu Mysticeti im Allgemeinen höhere Enzephalisierungsquotienten auf, eine Ungleichheit, die teilweise auf die deutlich größere Körpermasse von Mysticeti zurückzuführen ist, ohne dass die Gehirnmasse entsprechend zunimmt. In Bezug auf den selektiven Druck, der die Enzephalisierung oder Dezephalisierung von Walgehirnen beeinflusst, schlägt die zeitgenössische Forschung mehrere Haupttheorien vor. Die überzeugendste Hypothese geht davon aus, dass sich die Ausdehnung und Komplexität der Gehirne von Walen entwickelt hat, um komplexe soziale Interaktionen zu ermöglichen. Zu den alternativen Treibern gehören Ernährungsumstellungen, die Entwicklung der Echoortung oder eine Ausweitung des territorialen Verbreitungsgebiets.

Fähigkeit zur Problemlösung

Einige Untersuchungen deuten darauf hin, dass Delfine neben anderen Tierarten Konzepte wie numerische Kontinuität verstehen, wenn auch nicht unbedingt zählen. Delfine besitzen möglicherweise die Fähigkeit, zwischen Zahlen zu unterscheiden.

Mehrere Forscher, die die Fähigkeit von Tieren zum Lernen von Mengenformationen untersuchen, neigen dazu, Delfine auf einem kognitiven Niveau einzustufen, das mit Elefanten vergleichbar ist, was darauf hindeutet, dass Delfine andere hochintelligente Tiere bei Problemlösungsaufgaben nicht übertreffen. Eine Überprüfung verschiedener Studien aus dem Jahr 1982 ergab, dass Delfine zwar beim Erlernen der „Set-Formation“ einen hohen Stellenwert haben, aber unter allen untersuchten Tieren nicht die höchsten Werte erreichen.

Verhalten

Pod-Eigenschaften

Delfingruppengrößen weisen erhebliche Unterschiede auf. Flussdelfine bilden typischerweise kleinere Ansammlungen von 6 bis 12 Individuen oder treten gelegentlich einzeln oder in Paaren auf, wobei die Mitglieder dieser kleineren Gruppen gegenseitiges Erkennen zeigen. Im Gegensatz dazu bewegen sich ozeanische Arten wie der pantropische Fleckendelfin, der Gewöhnliche Delfin und der Spinnerdelfin oft in ausgedehnten Gruppen mit Hunderten von Individuen. Während es ungewiss bleibt, ob jedes Mitglied dieser größeren Gruppen einander kennt, können diese substanziellen Ansammlungen als eine einheitliche, zusammenhängende Einheit fungieren. Beobachtungen zeigen, dass die gesamte Gruppe nahezu synchron reagiert, um der Gefahr auszuweichen, wenn sich eine unvorhergesehene Bedrohung, beispielsweise ein Hai, von der Seite oder von unten nähert. Diese kollektive Aktion impliziert, dass Delfine nicht nur auf ihre unmittelbaren Nachbarn, sondern auch auf andere Personen in der Nähe achten müssen, ähnlich wie bei menschlichen „Publikumswellen“. Diese Koordination wird durch visuelle Hinweise und möglicherweise Echoortung erleichtert. Eine von Jerison (1986) aufgestellte Hypothese legt nahe, dass Delfine innerhalb einer Gruppe Echoortungsdaten austauschen und dadurch ihr kollektives Verständnis der Umwelt verbessern können.

Im Süden lebende Orcas, die in British Columbia (Kanada) und Washington (USA) vorkommen, organisieren sich zu Großfamilieneinheiten. Das grundlegende Element ihrer sozialen Struktur ist die Matrilinie, die eine Matriarchin und alle ihre nachfolgenden Generationen umfasst. Mehrere Matrilinien bilden zusammen eine im Süden ansässige Orca-Gruppe, die sich durch eine dauerhafte und äußerst stabile Mitgliedschaft auszeichnet und einen ausgeprägten Dialekt besitzt, der über die Zeit hinweg bestehen bleibt. Ein im Süden ansässiges Kalb wird in die Gruppe seiner Mutter hineingeboren und bleibt ein Leben lang mit dieser Gruppe verbunden.

Ein Waldialekt repräsentiert eine Gesangstradition, die durch soziales Lernen geprägt ist. Die bei Orcas beobachteten komplizierten Stimmkommunikationssysteme stehen im Einklang mit ihrer beträchtlichen Gehirngröße und komplexen sozialen Organisation. Die drei im Süden ansässigen Orca-Schulen weisen sowohl gemeinsame als auch unterschiedliche Lautäußerungen auf. Bezüglich des Zwecks der einheimischen Orca-Dialekte postulierten die Forscher John Ford, Graeme Ellis und Ken Balcomb: „Es kann durchaus sein, dass Dialekte von den Walen als akustische Indikatoren für Gruppenidentität und -zugehörigkeit verwendet werden, was dazu dienen könnte, die Integrität und den Zusammenhalt der sozialen Einheit zu bewahren.“ Residente Orcas gründen Inselgesellschaften, die durch das Fehlen individueller Auswanderung oder Ausbreitung und einen fehlenden Genfluss mit anderen Orca-Populationen gekennzeichnet sind. Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass auch andere Delfinarten Dialekte besitzen könnten.

Untersuchungen an Großen Tümmlern, die von Wells in Sarasota, Florida, und Smolker in Shark Bay, Australien, durchgeführt wurden, zeigen, dass Weibchen innerhalb einer Gemeinschaft entweder direkt oder durch gegenseitige Assoziation innerhalb eines breiteren sozialen Rahmens, der als Spaltungsfusion bezeichnet wird, miteinander verbunden sind. Die engsten Gruppen, sogenannte „Bands“, können über mehrere Jahre hinweg eine stabile Zusammensetzung aufrechterhalten. Obwohl genetische Beweise auf eine mögliche Verwandtschaft zwischen den Bandmitgliedern schließen lassen, sind diese Gruppen nicht ausschließlich auf eine einzige matrilineare Abstammungslinie beschränkt. Es gibt keine Hinweise auf einen Wettbewerb zwischen den Bändern. In denselben Studienregionen, zusammen mit Moray Firth, Schottland, bilden Männer starke Assoziationen von zwei bis drei Individuen, die einen Assoziationskoeffizienten zwischen 70 und 100 aufweisen. Diese männlichen Gruppen werden als „Allianzen“ bezeichnet und ihre Mitglieder zeigen häufig synchronisierte Verhaltensweisen wie Atmung, Springen und Durchbrechen. Bündnisstrukturen weisen über Jahrzehnte Stabilität auf und können Vorteile bei der Sicherung von Weibchen für die Fortpflanzung bringen. Die komplexen sozialen Strategien von Meeressäugetieren wie Großen Tümmlern bieten „interessante Parallelen“ zu den sozialen Verhaltensweisen, die bei Elefanten und Schimpansen beobachtet werden.

Komplexes Spiel.

Delfine zeigen ein kompliziertes Spielverhalten, einschließlich der Bildung stabiler toroidaler Luftkern-Wirbelringe unter Wasser, die allgemein als „Blasenringe“ bezeichnet werden. Zwei Hauptmethoden charakterisieren die Erzeugung von Blasenringen: das schnelle Ausstoßen eines Luftstoßes in das Wasser, der anschließend an die Oberfläche aufsteigt und einen Ring bildet; alternativ wiederholtes Kreisschwimmen mit anschließender Injektion von Luft in die resultierenden spiralförmigen Wirbelströme. Delfine inspizieren diese Schöpfungen häufig visuell und akustisch per Sonar. Darüber hinaus scheint es ihnen Freude zu bereiten, diese Wirbelringe zu zerstören, was dazu führt, dass sie in zahlreiche einzelne Blasen zerfallen, die schnell aufsteigen. Einige Walarten produzieren in ähnlicher Weise Blasenringe oder Blasennetze, hauptsächlich zur Nahrungssuche. Zahlreiche Delfinarten betreiben auch Wellenreiten und nutzen dabei entweder natürliche Küstenwellen, analog zum menschlichen „Körpersurfen“, oder die Bugwellen, die von fahrenden Schiffen erzeugt werden, eine Praxis, die als Bogenreiten bezeichnet wird.

Zusammenarbeit zwischen Arten

Es gibt dokumentierte Fälle interspeziesübergreifender Hilfe und Interaktion zwischen in Gefangenschaft gehaltenen Delfinen und Schweinswalen, insbesondere auch Hilfe für gestrandete Wale. Es wurde auch beobachtet, dass Delfine menschlichen Schwimmern in Not beistanden, und in mindestens einem dokumentierten Fall handelte es sich um einen in Not geratenen Delfin, der aktiv menschliche Taucher um Hilfe bat.

Kreatives Verhalten

Delfine haben nicht nur die Fähigkeit, komplizierte Verhaltensweisen zu erlernen, sondern auch die Fähigkeit bewiesen, neuartige, kreative Reaktionen hervorzurufen. Karen Pryor erforschte dieses Phänomen Mitte der 1960er Jahre im Sea Life Park auf Hawaii und veröffentlichte ihre Ergebnisse anschließend 1969 unter dem Titel The Creative Porpoise: Training for Novel Behavior. Die Studie nutzte zwei Rauzahndelfine (Steno bredanensis) als Probanden: Malia, eine regelmäßige Künstlerin im Sea Life Park, und Hou, eine Forschungsprobandin des angrenzenden Oceanic Institute. Ziel des Experiments war es herauszufinden, ob und wann die Delfine erkennen würden, dass sie speziell für ihr originelles Verhalten (mit Fisch) belohnt wurden, was zu äußerst erfolgreichen Ergebnissen führte. Dennoch schränkt die begrenzte Stichprobengröße von zwei Delfinen die Verallgemeinerbarkeit der Schlussfolgerungen der Studie ein.

Die mit Malia initiierte experimentelle Methodik umfasste die Auswahl eines bestimmten Verhaltens, das sie täglich an den Tag legte, und die Verstärkung jedes Vorfalls dieses Verhaltens während der gesamten Sitzung. An jedem weiteren Tag präsentierte Malia zunächst das zuvor belohnte Verhalten; Allerdings wurde die Verstärkung ausschließlich für die Zurschaustellung eines neuartigen Verhaltens bereitgestellt. Zunächst gehörten alle gezeigten Verhaltensweisen zum bekannten Repertoire der Delfinaktionen. Nach ungefähr zwei Wochen schien Malia ihr Repertoire an „normalen“ Verhaltensweisen erschöpft zu haben und begann, zuvor gezeigte Handlungen zu wiederholen. Diese Wiederholungen erhielten keine Verstärkung.

Pryor berichtete, dass der Delphin scheinbar mutlos wurde. Dennoch beobachteten die Forscher während der sechzehnten Sitzung, nach einer Zeit ohne neuartige Verhaltensweisen, einen beispiellosen Umschwung. Diese neuartige Aktion wurde später verstärkt. Pryor erzählte, dass sie im Anschluss an diese neue Zurschaustellung „anstatt dies noch einmal anzubieten, einen Schwanzschlag anbot, den wir noch nie gesehen hatten; das verstärkten wir. Sie fing an, uns alle Arten von Verhaltensweisen anzubieten, die wir noch nie gesehen hatten, und zwar in solch einer wilden Aufregung, dass wir uns schließlich kaum noch entscheiden konnten, worauf wir Fische werfen sollten.“

Die zweite Versuchsperson, Hou, benötigte dreiunddreißig Sitzungen, um eine vergleichbare Stufe der Verhaltensneuheit zu erreichen. In beiden Fällen wurde das Experiment beendet, als die zunehmende Variabilität des Verhaltens der Delfine eine weitere positive Verstärkung undurchführbar machte.

Eine Wiederholung dieses Experiments mit menschlichen Freiwilligen ergab, dass die Teilnehmer eine ähnliche Zeit brauchten, um das Versuchsziel zu verstehen. Nach einer anfänglichen Phase, die von Frustration oder Wut geprägt war, stellten die menschlichen Probanden fest, dass neuartige Verhaltensweisen verstärkt wurden. Während diese Erkenntnis bei Delfinen Aufregung und eine Zunahme neuartiger Verhaltensweisen hervorrief, löste sie bei den menschlichen Teilnehmern vor allem ein Gefühl der Erleichterung aus.

Gefangene Orcas zeigten Verhaltensmuster, die auf Langeweile bei sich wiederholenden Aktivitäten hinweisen. Während Paul Spong beispielsweise die Sehschärfe des Orcas Skana untersuchte, begann Skana, nachdem er in 72 täglichen Versuchen konstant gute Ergebnisse erzielt hatte, plötzlich, bei jedem Versuch falsche Antworten zu geben. Spong kam zu dem Schluss, dass die Bereitstellung einer begrenzten Anzahl von Fischen als Motivationsanreiz nicht ausreichte. Anschließend führte er Musik ein, die Skanas Motivation deutlich zu steigern schien.

Beobachtungen am Institute for Marine Mammal Studies in Mississippi legen nahe, dass ansässige Delfine ein Bewusstsein für zukünftige Ereignisse zeigen. Diese Delfine werden darauf trainiert, ihr Aquarium sauber zu halten, indem sie Ablagerungen einsammeln und sie einem Tierpfleger gegen eine Fischbelohnung präsentieren. Bemerkenswert ist, dass eine Delfin namens Kelly Berichten zufolge eine Strategie entwickelt hat, um ihre Fischaufnahme zu maximieren, indem sie Abfall unter einem Felsen am Grund des Beckens ansammelte und ihn dann in kleinen Mengen herausholte.

Werkzeugnutzung

Seit 1984 dokumentieren Forscher wild lebende Große Tümmler in Shark Bay, Westaustralien, und nutzen dazu rudimentäre Werkzeuge. Während der Nahrungssuche auf dem Meeresboden wurden zahlreiche Delfine dabei beobachtet, wie sie Schwammfragmente ablösten und damit ihre Rostra umschlossen, angeblich um Abschürfungen zu mildern und bei der Ausgrabung zu helfen.

Große Tümmler stellen neben Menschen und Seeottern eine von nur drei Arten dar, für die eine individuelle Spezialisierung auf den Werkzeuggebrauch dokumentiert wurde. Genomanalysen zeigen, dass das RELN-Gen, das für die Kodierung des Reelin-Proteins und die Beeinflussung der synaptischen Plastizität und Langzeitpotenzierung verantwortlich ist, sowohl bei Großen Tümmlern als auch bei Seeottern einer positiven Selektion unterzogen wurde, nicht jedoch bei Flussottern. Die Forscher schlagen vor, dass die bei Seeottern und Großen Tümmlern beobachteten mütterlicherseits und sozial übertragenen Unterschiede im Nahrungssuchverhalten und beim Werkzeuggebrauch mit genetischen Anpassungen korrelieren könnten, die das Gedächtnis und die Lernfähigkeit verbessern.

Kommunikationsstrategien

Wale nutzen unterschiedliche Lautäußerungen sowohl zur Kommunikation als auch zur Sinneswahrnehmung. Die Lautäußerungen von Odontoceten (Zahnwalen) werden in drei Haupttypen eingeteilt: Klicken, Pfeifen und gepulste Rufe.

• Klicks sind vorübergehende Lautäußerungen, die in schneller Folge erzeugt werden und hauptsächlich der Echoortung dienen. Die durch diese Klicks erzeugten Echos übermitteln akustische Daten über die Umgebung, die dann über die Ohren an das Gehirn übertragen werden und so die Auflösung dieser Echos in aussagekräftige Informationen ermöglichen.
• Pfeifen, charakterisiert als schmalbandige frequenzmodulierte (FM) Signale, erfüllen kommunikative Funktionen, einschließlich Kontaktrufen und der charakteristischen Pfeife von Großen Tümmlern. Diese Lautäußerungen stellen für die meisten Delphinidae-Arten die vorherrschende soziale Kommunikationsmethode dar.

• Gepulste Rufe sind für bestimmte Walarten, darunter den Narwal und den Schwertwal, besonders wichtig. Diese Lautäußerungen besitzen einzigartige Klangeigenschaften und eine komplizierte harmonische Struktur. Mit einer typischen Dauer von 0,5–1,5 Sekunden stellen sie die primäre soziale Lautäußerung von Orcas dar. Die Forscher John Ford, Graeme Ellis und Ken Balcomb bemerkten: „Durch Variation der Klangfarbe und Frequenzstruktur der Rufe können die Wale eine Vielzahl von Signalen erzeugen … Die meisten Rufe enthalten plötzliche Veränderungen oder schnelle Schwankungen in der Tonhöhe, die ihnen unverwechselbare Qualitäten verleihen, die über Entfernungen und Hintergrundgeräusche erkennbar sind.“

Erhebliche Beweise deuten darauf hin, dass Delfine bestimmte Lautäußerungen, sogenannte Signaturpfeifen, zur gegenseitigen Identifizierung und/oder zum gegenseitigen Rufen nutzen. Bei Beobachtungen wurde festgestellt, dass Delfine sowohl ihre eigenen Pfeifen als auch die anderer Individuen ausstießen. Schon früh im Leben eines Delfins entsteht eine ausgeprägte charakteristische Pfeife, die scheinbar durch Nachahmung der charakteristischen Pfeife der Mutter entstanden ist. Dieses nachahmende Verhalten scheint auf Interaktionen zwischen einer Mutter und ihrem Nachwuchs sowie zwischen verbündeten erwachsenen Männchen beschränkt zu sein.

Xitco dokumentierte die Fähigkeit von Delfinen, die aktive echolokative Inspektion eines Objekts durch einen anderen Delfin passiv zu belauschen. Herman bezeichnet dieses Phänomen als Hypothese der „akustischen Taschenlampe“, was auf einen möglichen Zusammenhang mit den Erkenntnissen von Herman und Xitco zum Verständnis verschiedener Zeigegesten wie menschlichem Zeigen, Haltungszeigen von Delfinen und menschlichem Blick schließen lässt. Dieses Verständnis impliziert die Umlenkung der Aufmerksamkeit eines anderen Individuums, eine kognitive Fähigkeit, die möglicherweise eine Theorie des Geistes erforderlich macht.

Die inhärenten Eigenschaften der Lebensräume von Delfinen machen experimentelle Forschung im Vergleich zu Studien mit vielen anderen Arten erheblich kostspieliger und komplizierter. Darüber hinaus erfordert die Fähigkeit von Walen, Geräusche zu erzeugen und wahrzunehmen (vermutlich ihre primäre Kommunikationsmodalität) über ein Frequenzspektrum, das deutlich breiter ist als das menschliche Gehör, eine fortschrittliche Instrumentierung zur genauen Aufzeichnung und Analyse erfordert, die in der Vergangenheit selten war. Beispielsweise können Klicks bei Frequenzen über 110 kHz eine beträchtliche Energie besitzen (im Gegensatz dazu reicht das menschliche Gehör selten über 20 kHz hinaus), weshalb Geräte mit Abtastraten von mindestens 220 kHz erforderlich sind; Daher kommt häufig MHz-fähige Hardware zum Einsatz.

Über die akustische Kommunikation hinaus spielt die visuelle Modalität eine entscheidende Rolle. Einige Arten nutzen beispielsweise eine kontrastierende Körperpigmentierung, wie etwa „Blitze“ aus ihren hypopigmentierten ventralen Regionen, neben der Erzeugung von Blasenströmen während des Signaturpfeifens. Darüber hinaus wird ein erheblicher Teil des synchronen und kooperativen Verhaltens, das im Abschnitt „Verhalten“ beschrieben wird, und der kooperativen Futtersuchstrategien wahrscheinlich zumindest teilweise durch visuelle Hinweise vermittelt.

Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass Delfine in der Lage sind, menschliche Gebärdensprache zu erlernen und Pfeifen für die bidirektionale Mensch-Tier-Kommunikation einzusetzen. Insbesondere die Großen Tümmler namens Phoenix und Akeakamai zeigten ein Verständnis einzelner Wörter und grundlegender Sätze, wie zum Beispiel „Berühre den Frisbee mit deinem Schwanz und springe dann darüber.“ Phoenix beherrschte das Pfeifen, während Akeakamai die Gebärdensprache erlernte, wobei beide Delfine die Bedeutung der Aufgabenabfolge innerhalb eines Satzes verstanden.

Forschung von Jason Bruck an der University of Chicago ergab, dass Große Tümmler die Fähigkeit besitzen, sich an die charakteristischen Pfeifen von Artgenossen zu erinnern, mit denen sie zuvor zusammengelebt hatten, selbst nach zwei Jahrzehnten der Trennung. Die einzigartige Pfeife jedes Delfins hat eine ähnliche Funktion wie ein Name und erleichtert die Aufrechterhaltung starker sozialer Bindungen zwischen diesen Meeressäugetieren. Diese aktuelle Untersuchung zeigt, dass Delfine unter den nichtmenschlichen Arten die längste dokumentierte Gedächtnisspanne aufweisen.

Selbstbewusstsein

Obwohl es im wissenschaftlichen Diskurs nicht genau beschrieben wird, wird das Selbstbewusstsein als grundlegendes Element für anspruchsvollere kognitive Prozesse wie das metakognitive Denken (die Fähigkeit, über die eigenen Gedanken nachzudenken) postuliert, die für den Menschen charakteristisch sind. Empirische Studien in diesem Bereich deuten darauf hin, dass Große Tümmler im Verbund mit Elefanten und Menschenaffen ein Selbstbewusstsein zeigen.

Die vorherrschende Beurteilung der Selbstwahrnehmung bei Tieren ist der Spiegeltest, der in den 1970er Jahren von Gordon Gallup entwickelt wurde. Bei diesem Verfahren wird am Körper eines Tieres vorübergehend eine Markierung angebracht und dem Tier anschließend ein Spiegel präsentiert.

Im Jahr 1995 setzten Marten und Psarakos Fernsehtechnologie ein, um das Selbstbewusstsein von Delfinen zu untersuchen. Ihre Methodik bestand darin, Delfinen Echtzeitaufnahmen von sich selbst, zuvor aufgezeichnete Aufnahmen und Bilder eines anderen Delfins zu präsentieren. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass ihre Ergebnisse eher auf Selbstbewusstsein als auf bloßes Sozialverhalten hindeuteten. Obwohl diese spezielle Studie nicht wiederholt wurde, haben Delfine den Spiegeltest anschließend erfolgreich abgeschlossen. Dennoch behaupten einige Forscher, dass der endgültige Beweis für das Selbstbewusstsein noch nicht überzeugend gesichert sei.

Tierkognition

• Tierkognition
• Tierbewusstsein
• Morgan's Canon
• John C. Lilly – ein bahnbrechender Forscher in der Mensch-Delfin-Kommunikation.
• Louis Herman – ein bekannter Wissenschaftler, der sich auf die Wahrnehmung und sensorischen Fähigkeiten von Delfinen spezialisiert hat.
• Animal language
• Vocal learning
• Spindle neuron
• Militärdelfin
• USA Navy Marine Mammal Program
• So Long, and Thank for All the Fish – ein fiktiver Roman, dessen Titel auf der Idee basiert, dass Delfine die Erde verlassen.
• Uplift Universe – eine Romanreihe über genetisch verbesserte („uplifted“) intelligente Delfine.
• Schweineintelligenz

Referenzen

Dolphin Communication and Cognition: Past, Present, and Future, herausgegeben von Denise L. Herzing und Christine M. Johnson, veröffentlicht von MIT Press im Jahr 2015.

• Dolphin Communication and Cognition: Past, Present, and Future, herausgegeben von Denise L. Herzing und Christine M. Johnson, 2015, MIT Press
• Mann, Janet (2017). Tiefsinnige Denker: Im Kopf von Walen, Delfinen und Schweinswalen. University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-38747-5.
  1. Fakten und Zahlen zum Gehirn.
  3. „The Dolphin Brain Atlas“ – Eine Sammlung gefärbter Gehirnschnitte und MRT-Bilder.