Die Beute singt, der Jäger hört mit
Ein Ruf trägt eine Botschaft durch die Umgebung. Er verrät zugleich etwas über den Ort, an dem sein Absender sitzt. Für singende Insekten steckt darin ein Konflikt: Kommunikation macht sie auch für ihre Feinde interessant.
Die neue Untersuchung rückt genau diesen Zusammenhang ins Licht. Die untersuchten Insekten erzeugten laut Rekonstruktion sogenannte Reintöne, also Rufe, die auf eine einzelne Frequenz konzentriert sind. Die Autoren ordnen diese Form des Gesangs als Anpassung ein, die es lauschenden Räubern erschwert, die Sänger zu orten.
Damit bekommt das Zirpen eine schärfere Bedeutung. Es geht um die Verbindung zwischen dem Signal der Beute und dem Gehör des Jägers. Wer die Klangwelt dieser Tiere verstehen will, muss beide Seiten betrachten: den Flügel, der den Ton erzeugt, und die Ohren, die ihn auffangen.
Einer durchbrach die Ultraschallgrenze
Der auffälligste Befund betrifft genau eine der neun untersuchten Arten. Ihr rekonstruierter Ruf liegt oberhalb von 20 Kilohertz, also im Ultraschallbereich. Damit führt die Studie diese Form der Insektenkommunikation bis in den Mittleren Jura zurück.
Fledermäuse traten erst viel später auf, im Eozän. Als Auslöser dieses frühen Ultraschallrufs scheiden sie deshalb aus. Der kleine Sänger war ihnen voraus: Seine hohen Frequenzen gehören in eine Klangwelt, die bereits lange vor diesen fliegenden Jägern existierte.
Das lenkt den Blick auf frühere Zuhörer. Die Forschenden ziehen dafür die Entwicklung der Hörschwellen bei Säugetieren heran. Sie verbinden die Geschichte des Insektengesangs also mit der Frage, welche Signale frühe Säugetiere wahrnehmen konnten.
Als Erklärung vermuten die Autoren ein akustisches Wettrüsten mit frühen lauschenden Räubern, das sowohl die Vielfalt der Insektengesänge als auch die Hörsysteme von Säugetieren und Insekten mitprägte; ein ursächlicher Einfluss der Säugetiere ist damit nicht bewiesen. Welche Jäger im Einzelnen beteiligt waren, bleibt offen.
20 Fossilien, neun verschiedene Sänger
Die Spurensuche führt in die Jiulongshan-Formation in der Inneren Mongolei, China. Von einem einzigen Fundort stammen die 20 untersuchten Insektenfossilien. Sie gehören zu neun Arten der Langfühlerschrecken, der Gruppe mit Grillen und ihren Verwandten.
Schon diese Auswahl eröffnet eine vielfältige Klangwelt. Die rekonstruierten Rufe unterscheiden sich in den Frequenzen und im Repertoire. Im Zentrum steht deshalb neben dem einen Ultraschallsänger die ganze Bandbreite der untersuchten Insekten.
Diese Vielfalt hat eine körperliche Grundlage. Die Studie verbindet sie mit unterschiedlichen Flügelgrößen und besonderen Formen der Schrillleisten. Die Tiere verfügten über verschieden gebaute Werkzeuge zur Lauterzeugung, und diese Unterschiede prägten ihren Gesang.
Der Fundort bringt die unterschiedlichen Sänger in einer Untersuchung zusammen. Aus den einzelnen Exemplaren entsteht so ein Bild der akustischen Vielfalt im Mittleren Jura. Ein kleiner Bestand versteinerter Insekten öffnet den Blick auf eine ganze Welt von Signalen.
Das Instrument steckt im Flügel
Bei männlichen Grillen und ihren Verwandten sitzen die Werkzeuge zur Lauterzeugung an den Vorderflügeln. Eine Schrillleiste und eine zugehörige Kante bilden den Apparat, mit dem die Tiere ihren Gesang erzeugen. Beide Strukturen lassen sich an geeigneten Fossilien erkennen und vermessen.
Ihr entscheidender Vorteil liegt im Material: Sie gehören zur verhärteten Außenhülle. Diese harten Teile erhalten sich gut genug, um ihre Form zu untersuchen. Weiche Stimmorgane von Wirbeltieren überdauern dagegen selten gut im Fossil.
So wird ein unscheinbarer Flügel zum wertvollen Zeugen. In seinem Bau steckt ein akustischer Fingerabdruck. Die erhaltene Form gibt Hinweise auf das Signal, das dieses Instrument einst erzeugte.
Die Forschung setzt dabei direkt am Werkzeug des Sängers an. Größe und Bauweise lassen sich vergleichen und mit den Verwandtschaftsverhältnissen der Tiere verbinden. Auf diesem Weg konnten Forschende die Rufhöhe fossiler Insekten bereits abschätzen.
Ein Laser hilft beim Entschlüsseln
Die neue Arbeit geht über die Rufhöhe hinaus und untersucht auch Flügelschwingungen sowie zeitliche Muster des Gesangs. Dafür verbindet das Team Verwandtschaftsanalysen mit Computersimulationen, einem KI-gestützten Ansatz und Schwingungsmessungen per Laser. Die Messmethode heißt Laser-Doppler-Vibrometrie und erfasst Bewegungen berührungslos.
Die einzelnen Verfahren greifen dabei ineinander: Erhaltene Strukturen, Verwandtschaft und Schwingungsverhalten liefern gemeinsam das Material für die Rekonstruktion. So erschließt das Team aus den fossilen Flügeln die Rufe einer längst verstummten Insektengemeinschaft.
Der spektakuläre Sänger unter ihnen setzt einen klaren zeitlichen Punkt: Ultraschallkommunikation reicht bis in den Mittleren Jura zurück. Lange vor den Fledermäusen hatten Insekten die hohen Frequenzen bereits für ihre Verständigung erschlossen.
