Die Wissenschaftler locken die Natur mit Klang zurück

Über das menschliche Gehör hinaus hallt um uns herum eine Kakophonie aus natürlichem Klicken, Pfeifen und Summen vorbei, die Milliarden von Lebewesen in Klangnetzwerken verbindet.

Mutterwale flüstern ihren Jungen zu, damit Raubtiere sie nicht hören können. Bienen senden einzigartige Summsignale aus, um Bedrohungen von bestimmten Raubtieren zu unterscheiden. Schildkrötenembryonen synchronisieren ihren kollektiven Geburtsmoment, indem sie durch ihre Panzer Geräusche von sich geben. Und in der Tiefe summen unbekannte Fischarten miteinander – ihre wahre Identität ist eines der unzähligen Klanggeheimnisse der Natur.

Leider ist diese über Millionen von Jahren entstandene Klangbiodiversität im Niedergang begriffen. In den Ozeanen gehen die Populationen singender Wale und lautstarker Fische rapide zurück. Insekten- und Vogelrufe werden vom Lärm der Menschen übertönt und sind vom Aussterben bedroht. Mit dem Verschwinden der Arten verschwinden auch ihre Gesänge, wodurch natürliche Klanglandschaften homogen – und allzu leise werden.

Aber was wäre, wenn wir durch die Nutzung dieser Klänge nicht nur mehr über die Natur erfahren, sondern auch tatsächlich dabei helfen könnten, sie zu heilen? Die wachsende Wertschätzung der biologischen Bedeutung von Schall hat zu neuen Strategien für den Umweltschutz geführt. Von mikroskopisch kleinen Larven, die im Meer verloren gehen, bis hin zu Vögeln, die Hunderte von Kilometern von zu Hause wegfliegen – Naturschützer beginnen jetzt, die Geräusche der Natur zu nutzen, um sie dorthin zurückzubringen, wo sie hingehören.

Die Natur belauschen

„Klang ist so wichtig“, sagt Cheryl Tipp, Kuratorin für Wildtiere und Umweltgeräusche an der British Library. „In der Natur wird es bei Paarungsvorführungen, bei Territorialstreitigkeiten und als Alarmsignal eingesetzt.“

Für Menschen, die versuchen, die Natur zu unterstützen, könne Schall inzwischen genutzt werden, um neue Arten zu identifizieren, Populationen zu überwachen und die Gesundheit von Ökosystemen zu beurteilen, sagt sie.

Schall wird seit langem zur Beobachtung der natürlichen Welt eingesetzt, und Fortschritte in der Technologie machen die passive akustische Überwachung nun immer zugänglicher. Akustische Sensoren sind klein, erschwinglich und nicht-invasiv – und können es Forschern ermöglichen, Phänomene oder Arten zu erfassen, die sonst schwer zu beobachten wären, beispielsweise Arten, die in Baumkronen oder in der Tiefsee leben oder aufgrund extremer Wetterbedingungen manchmal nicht zugänglich sind. Technologie kann zuhören, wo Menschen nicht zuhören können.

Elizabeth Znidersic fällt nach einer Überschwemmung ein akustisches Aufnahmegerät von einem Baum (Quelle: Charles Sturt University)

In jüngerer Zeit haben Wissenschaftler jedoch damit begonnen, Möglichkeiten zu untersuchen, wie Geräusche genutzt werden können, um bestimmte Verhaltensweisen bei Tieren aktiv hervorzurufen. In einer Arbeit aus dem Jahr 2020 beschrieben Forscher beispielsweise, wie sie Aufzeichnungen von Regenfällen abspielten, um die Brut von Fröschen auszulösen.

Mittlerweile besteht ein wachsendes Interesse an der Verwendung von Geräuschen, um die Wiederherstellung von Lebensräumen selbst zu beschleunigen, indem bestimmte Arten mit ihren ganz eigenen Geräuschen an bestimmte Orte gelockt werden. Wissenschaftler haben erfolgreich „akustische Köder“ eingesetzt, um Arten – darunter Fledermäuse, Fische und Wale – zu bestimmten Orten oder von ihnen wegzuleiten.

Klangstraßen

„Wenn man mit minimalem Aufwand arbeitet, muss man kreativ denken“, sagt Dominic McAfee, Meeresökologe von der University of Adelaide in Australien.

Im Jahr 2015 begannen McAfee und seine Kollegen mit der Wiederherstellung von Austernriffen vor der Küste Australiens mithilfe von selbstgebauten Unterwasserlautsprechern, um wilde Austernlarven dazu zu bewegen, in das Gebiet zurückzukehren und sich in dem neu wiederhergestellten Lebensraum niederzulassen.

Jahrhundertelange Überfischung, Lebensraumzerstörung und Krankheiten haben die weltweite Austernpopulation an den Rand des Aussterbens gebracht – wobei in den letzten 150 Jahren mindestens 85 % der Riffe verloren gegangen sind.

„Die Riffe wurden durch Baggerfischerei zerstört“, sagt McAfee. „Sie haben alle Austern vom Meeresboden abgekratzt, sodass kein harter Untergrund mehr vorhanden war, auf dem sie sich regenerieren konnten.“

Der herkömmliche Weg, diese Riffe wiederherzustellen, ist die „Spucke-auf-Schale“-Strategie, bei der Austernlarven in Brutstätten gezüchtet, auf anderen Austernschalen angesiedelt werden – ab diesem Zeitpunkt werden sie als „Spucke“ bezeichnet – und dann auf dem Meeresboden platziert. Laut McAfee ist dies jedoch ein teurer Prozess mit einer geringen Erfolgsquote.

Stattdessen hatte es sich McAfee zum Ziel gesetzt, die wenigen noch im Meer verbliebenen Austernlarven anzulocken – indem er ihnen „Klangstraßen“ gab, denen sie folgen konnten. Es gab einige Untersuchungen, die zeigten, dass Austernlarven bei bestimmten Geräuschen auf den Meeresboden tauchen. MacAfee sah in dieser Technik das Potenzial, wilde Austernlarven aus weiter entfernten Gebieten anzulocken.

Zunächst begannen McAfee und sein Team, Austernlarven im Labor verschiedene Klanglandschaften vorzuspielen, und stellten fest, dass sie sich tatsächlich auf einige Geräusche mehr konzentrierten als auf andere. „Wir haben ihnen die Geräusche von Seegraswiesen, gesunden Felsriffen und degradierten Felsriffen vorgespielt – und wir haben schnell erkannt, welche Musik Austern mögen. Je gesünder der Klang des Lebensraums, desto lebendiger, je biologisch aktiver, desto stärker die Anziehungskraft.“ Die jungen Austern werden vom Geräusch schnappender Garnelen angelockt, was auf ein gesundes Riff hinweist.

Als nächstes baute das Team eine „Austernlaufbahn“ – einen Tank im Labor – und entdeckte, dass diese mikroskopisch kleinen Lebewesen meterweit zur Schallquelle schwimmen konnten.

„Diese Art von aktiver dynamischer Bewegung, die mit Umweltreizen interagiert, hatte man noch nie zuvor gesehen“, sagt er.

Als das Team dann Felsbrocken ins Meer warf, war es schockiert über das Ergebnis.

„Die Larven scheinen in Rudeln zu reisen“, sagt McAfee. „Sie bewegen sich in Klumpen durch die Wassersäule – das ist phänomenal. Ich weiß nicht, wie sie das machen. Hunderte und Aberhunderte Millionen ließen sich fast sofort nieder.“

Die 2022 veröffentlichte Studie legt nahe, dass das Spielen der Meeresgeräusche zumindest im Fall von Austern eine wirksame Methode zur Wiederherstellung ist. „Innerhalb weniger Jahre haben wir ein ausgestorbenes Ökosystem von den Toten erweckt“, sagt McAfee.

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McAfee ist nun der Meinung, dass es wenig Sinn macht, teure Bruttechniken einzusetzen, nur um ein paar Millionen Austern zu schlachten.

Es gibt jedoch noch viel zu lernen, wie akustische Köder auf diese Weise eingesetzt werden können. Könnte die Technik beispielsweise Lebensraumsenken schaffen, in denen isolierte Populationen nicht überleben können? MacAfee geht davon aus, dass dies ein Problem für dynamische Ausbreitungsarten wie Fische sein könnte, die sich für die Fortpflanzung mehr ihrer eigenen Arten suchen müssen. Dies wäre jedoch nicht der Fall für Austern, bei denen beobachtet wurde, dass sie in neu wiederhergestellten Lebensräumen autarke Populationen bilden .

Die Idee, Austern mit Geräuschen anzulocken, verbreitet sich in den Ozeanen.

Das Becken der Chesapeake Bay – das sich über 64.000 Quadratmeilen (166.000 Quadratkilometer) erstreckt und sich über sechs östliche US-Bundesstaaten erstreckt – war einst der Standort einer enormen Austernpopulation.

„Die Austern könnten irgendwann innerhalb von drei Tagen das gesamte Volumen der Bucht filtern“, sagt Allison Colden, Geschäftsführerin der Chesapeake Bay Foundation (CBF) in Maryland. „Das dauert jetzt wegen des Verlusts der Austernpopulation über ein Jahr.“

Austern verbessern die Wasserqualität und -klarheit und bilden biogene Riffe, die anderen Arten Lebensraum bieten (Quelle: AJ Metcalf)

Austern, sagt Colden, seien wichtig. Sie verbessern die Wasserqualität und Klarheit. Sie bilden auch biogene Riffe – harte Strukturen, die gemäßigten Korallenriffen in den Tropen entsprechen – und bieten Lebensraum für andere Arten.

Im Jahr 2018 gründete CBF die Chesapeake Oyster Alliance, deren Ziel es ist, bis 2025 10 Milliarden Austern in die Bucht zu bringen.

Im letzten Jahrzehnt hat sich der Austernbestand der Bucht von „am Rande“ zu einem blühenden Bestand entwickelt. Jetzt können sie gesunde Riffgeräuschlandschaften mit der Methode von McAfee aufnehmen und wiedergeben, sagt Colden. Das Projekt hofft, die Wiederherstellungsrate noch weiter zu beschleunigen.

„Mein Einstieg in die Welt der Verwendung von Klanglandschaften [zur Restaurierung], insbesondere bei Austern, ist relativ neu – aber wenn es genug Larven im Wasser gibt, würde das eine enorme Kostenersparnis bedeuten“, sagt sie. „Es kostet jedes Jahr Millionen von Dollar, um die Menge des angespuckten Schalenprodukts herzustellen, das wir normalerweise bei der Restaurierung verwenden.“

Die Emissionen, die durch Reisen verursacht wurden, um über diese Geschichte zu berichten, beliefen sich auf 0 kg CO2. Die digitalen Emissionen dieser Geschichte betragen schätzungsweise 1,2 bis 3,6 g CO2 pro Seitenaufruf. Erfahren Sie hier mehr darüber, wie wir diese Zahl berechnet haben.

Coldens Team plant außerdem, im Labor gezüchtete Larven direkt ins Wasser über einigen neu restaurierten Lebensräumen einzuführen, in denen möglicherweise nicht genügend Larven vorhanden sind.

„Durch den Einsatz der Soundscape-Projektion können wir sicherstellen, dass die von uns freigelassenen Larven die besten Chancen haben, zum Riff zu gelangen“, sagt sie.

Colden ist jedoch vorsichtig.

„Wenn man in flachen küstennahen Umgebungen arbeitet, wie wir es in einer Flussmündung tun, muss man mit viel Bootslärm konkurrieren – dem Lärm von Freizeitbooten und der Schifffahrt. Ich kann mir vorstellen, dass es sehr schwierig sein könnte.“(Lesen Sie mehr darüber, wie sich Meereslärm auf die Tierwelt auswirkt und einige der einfachen Möglichkeiten, wie wir dieses übersehene Verschmutzungsproblem angehen können.)

Es sei auch wichtig, mögliche negative Auswirkungen auf andere Arten wie Meeressäugetiere zu vermeiden, fügt sie hinzu. „Wir achten darauf, die Umgebung noch lauter zu machen, als sie ohnehin schon ist.“

Seabird-Diskothek

Es sind nicht nur Austern, die Naturschützer mit Geräuschen anlocken. Fast 6.000 Meilen (9.700 km) vom Becken der Chesapeake Bay entfernt erklingt eine laute Disco von den Ufern eines pazifischen Paradieses – und ruft nach verlorenen Vogelarten, die Hunderte von Meilen draußen im Meer sein könnten.

Das Palmyra-Atoll gehört zu den isoliertesten Orten der Erde und liegt mehr oder weniger in der Mitte des Pazifischen Ozeans. Während des Zweiten Weltkriegs brachten US-Militärschiffe schwarze Ratten in das Atoll. Die Ratten gediehen und vermehrten sich schnell, da sie sich von einheimischen Schalentieren, Pflanzen und jungen Seevögeln ernährten. Dank enormer Naturschutzbemühungen konnte Palmrya die Ratten im Jahr 2011 endlich loswerden.Lesen Sie mehr überdie aus dem Paradies vertriebenen Ratten).

Doch es blieb eine Lücke zurück. Es herrschte unheimliche Stille – und acht vermisste Seevogelarten.

„Wenn sie auf See sind, fressen Seevögel Fische, Tintenfische und Plankton“, sagt Alex Wegmann, leitender Wissenschaftler von The Nature Conservancy, einer gemeinnützigen Umweltorganisation, die das Atoll im Jahr 2000 von privaten Eigentümern gekauft hat und jetzt ein Naturschutzgebiet verwaltet dort aufbewahren. „Diese Meeresorganismen sind reich an Stickstoff und Phosphor – die die Vögel zurückbringen, verdauen und ausscheiden.“

Seevögel, sagt Wegmann, fungieren daher als lebenswichtiger Nährstofflieferant für diese abgelegenen Orte und liefern die Materialien, aus denen Ökosysteme wachsen können. Außerdem machen sie unheimlich viel Lärm. „Gesunde Inselökosysteme sind ohrenbetäubend“, sagt er. „Sie sind so laut. Es gibt einfach ständig andauernden Lärm.“

Soundsysteme, die die Rufe vermisster Arten ertönen lassen, sind neben Plastikködern und Spiegeln, die an der Küste aufgestellt sind, eine Art der Technik der „sozialen Anziehung“. All dies hat sich als erfolgreich bei der Wiederherstellung verlorener Ökosysteme erwiesen.

Deshalb richteten Wegmann und sein Team im Jahr 2020, bewaffnet mit einem Paar solarbetriebener Lautsprecher und einem MP3-Player, eine „Seevogel-Diskothek“ ein, in der sie rund um die Uhr Vogelrufe ertönen ließen, um den acht vermissten Seevogelarten den Weg nach Hause zu weisen.

„Wir hatten gehofft, dass eine dieser Arten, die vorbeikamen, es hörte und dachte: ‚Das erkenne ich. Ich werde es mir ansehen‘“, sagt Wegmann. „Dann würde es vielleicht bleiben. Und wenn zwei von ihnen kämen, würden sie vielleicht nisten. Es gab viele Vielleichts und Wenns.“

Da der Schall nur 500 m (660 Fuß) hoch war und mit der Brandung und dem Wind konkurrierte, schienen die Erfolgsaussichten gering zu sein.

Aber eine Seeschwalbe kehrte tatsächlich zurück, und dann kam eine weitere. Und das Paar hat ein Küken zur Welt gebracht – namens Myra, nach der Tochter des Forschers, der es zuerst entdeckte und nach dem Atoll selbst benannt ist.

Nach dem Einsatz der Lautsprecher kehrten zwei Graurückenseeschwalben nach Palmyra zurück und brachten ein Küken namens Myra Jr. zur Welt (Quelle: The Nature Conservancy)

„Dieses Küken rennt seit letzter Woche immer noch am Nistplatz herum – der erste Beweis für den Erfolg unseres Seevogel-Wiederherstellungsprogramms“, sagt Wegmann.

Von Grund auf

Während sich diese ersten vielversprechenden Ergebnisse durchsetzen, wollen einige Forscher die Idee noch einen Schritt weiterführen – und schlagen vor, dass Ökoakustik zur Wiederherstellung ganzer Ökosysteme beitragen könnte.

Während Studien zeigen, dass Tonaufnahmen dazu genutzt werden können, die Natur dorthin zurückzuholen, wo sie sein sollte, gibt es Bedenken, dass sie nicht immer hilfreich für die Natur sind. In einer Studie aus dem Jahr 2013 über Zaunkönige in Ecuador warnten Forscher vor den potenziell negativen Auswirkungen, die die Nutzung aufgezeichneter Lautäußerungen durch Freizeitvogelbeobachter zum Anlocken von Vögeln haben könnte, etwa die Entstehung von Stress oder die Zeitverschwendung bei anderen Aktivitäten.

Nach großen Katastrophen wie Waldbränden, Korallenbleiche, Schwarzwasserereignissen oder katastrophalen Stürmen kann ein Lebensraum durch Wiederbegrünung wiederhergestellt werden. Aber obwohl „es vielleicht großartig aussieht, klingt es nicht richtig“, sagt Elizabeth Znidersic, Ökologin an der Charles Sturt University in Australien.

Znidersic und ihr Team schlagen vor, Audioaufnahmen abzuspielen, um ganze Gemeinschaften verschiedener Arten anzulocken.

„Der Klang ist Teil einer ganzen Reihe von Techniken zur Restaurierung“, sagt Znidersic. „Aber selbst wenn die Vegetation nicht da ist, ist der Klang eine Einladung, zu kacken und das mikrobielle Zeug fallen zu lassen, das die Regeneration ankurbeln kann.“

Entscheidend sei, sagt sie, dass durch die Erhöhung der Zahl der Tiere, die nur durch die Gegend ziehen, die Samen, Sporen, Bakterien und Pilze, die sie tragen, wieder in das Gebiet eingeführt werden, was die Wiederherstellung ganzer Nahrungsnetze von Grund auf beschleunigt.

Weltweit nehmen die Bemühungen zu, die verschiedenen Geräusche der Natur aufzuzeichnen und zu sammeln. Vielleicht spielen diese sogar eine entscheidende Rolle bei der Wiederherstellung verlorener Ökosysteme in der Zukunft – wenn wir schnell genug handeln können, bevor Arten endgültig von der Erde verschwinden.

Tipp von der British Library sagt mir, dass Klang zu einem wichtigen Element der Erhaltung geworden sei. „Für Forscher ist es wichtig, über eine Datenbank mit Aufzeichnungen zu verfügen, auf die sie zurückgreifen können. Die Aufzeichnung der Geräusche des Planeten war noch nie so wichtig, da so viele Arten vom Aussterben bedroht sind.“

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