Wie orientieren sich Wale; warum stranden sie?
von Günther Behrmann


Inhalt:
Einleitung
Der heutige Wissensstand über die Orientierung der Wale
Der Geschmackssinn
Der Geruchssinn
Der Tastsinn
Das Gehör
Wie und womit erzeugen die Wale die verschiedenen Töne?
Wie funktioniert das postbullare Sinnesorgan?
Seit wann und warum stranden Wale?
Einzelstrandungen
Massenstrandungen
Literaturverweise


Einleitung
Wenn die Wale auf ihren Wanderungen,weit entfernt von jeder Küste durch den Ozean schwimmen, über sich den freien Luftraum und unter sich ein paar Tausend Meter Wasser, ist ihre Navigationsleistung mit der eines Flugzeugpiloten zu vergleichen. Dem Piloten stehen viele Instrumente zu Verfügung, mit deren Hilfe er sein Ziel findet. Bei ihren Wanderungen zu ihren Futterplätzen an den Eisgrenzen des Nord- oder des Südmeeres, oder zu den Paarungsgebieten in wärmeren Meeresgebieten, müssen die Wale aber noch mehr leisten als ein Pilot. Die Wale bewegen sich ja nicht nur in der horizontalen Ebene, sondern auch noch in vertikaler Richtung. Außerdem müssen sich die Wale auch noch selber ernähren, wobei sie bei der Jagd nach Nahrungstieren auch noch den Kurs häufig wechseln. Trotzdem erreichen die meisten ihr Ziel und dies schon seit vielen Millionen Jahren.
Ebenso sicher finden die blinden Delphine im Ganges oder die im trüben Wasser des Amazonas lebenden Delphine ihre Nahrung und ihren Weg. Dies ist in beiden Gewässern sehr schwer, denn bei Regen steigen die Flüsse schnell an, und ganze Landstriche versinken im Strom. Genauso schnell fließt aber das Wasser wieder ab, und dann müssen die Wale den richtigen Rückzugsweg finden, damit sie nicht vom Hauptstrom abgeschnitten werden.
Wenn Ihnen zur Information nur ältere oder neuere, von der älteren nur abgeschriebene Literatur zur Verfügung steht, können Sie lesen, daß die Wale nicht riechen (Caldwell et. al, 1972), nicht schmecken, schlecht sehen und nicht hören können. Wale haben keine äußeren Ohren, kein Trommelfell mehr. Weil die den Schall leitenden Ohrknöchelchen fest mit der Ohrkapsel verbunden sind gäbe es keine Schalleitung mehr (Lange, 1923). Ihre Augen haben eine verkrümmte Hornhaut, damit sie über und unter Wasser sehen können. Ihre dicke, gummiartige Haut ist nicht sehr sensibel, nur an der Nasen- und Zungenspitze ist der Tastsinn besser ausgebildet. Ihr Hirn ist primitiv organisiert und schlecht entwickelt (Kesarev, 1970, 1975). Alle diese erfundenen Argumente erleichtern das Gewissen bei der Abschlachtung von ganzen Walherden und werden deshalb auch heute noch zweckgebunden oft und gerne wiederholt.
Erst in den Jahren nach 1930 begann man die Wale genauer zu studieren. Nachdem ein Mikrophon erfunden wurde, mit dem man auch unter Wasser Töne empfangen kann, Hydrophon genannt, entdeckte man, daß die Wale Töne erzeugen. Dies war sehr überraschend, denn man wußte schon damals, daß die Wale keine Stimmbänder haben. So entstanden nach 1936 Legenden über die Tonerzeugung durch die Nasenhöhle und die Bündelung der Schallwellen. Nachdem nun das Hydrophon erfunden war, mit dem man mühelos unter Wasser die Walstimmen abhören konnte, gab es darüber eine Flut von Publikationen. Man staunte und spekulierte, wo und wie die Wale solche Töne erzeugen und ob sie diese überhaupt selber hören und verwerten können. Ab 1940 interessierte sich das Militär für die Wale, wodurch die Walforschung, wenn auch streng geheim, enorm gefördert wurde. 1940 hatte der Amerikaner Kellogg eine Idee und erstellte eine Hypothese, daß die Töne in den Nasenhöhlen erzeugt und durch eine Fettlinse in der Melone gebündelt abgestrahlt werden. Kelloggs Hypothese wurde leztlich von vielen ungeprüft übernommen und wird heute noch verbreitet. Obwohl genauere Kenntnisse vorliegen, physikalische Gründe dieser These widersprechen, die Hypothese also häufig widerlegt wurde (Purves & Pillen, 1983; Behrmann, 1983; Kremer & Maywald 1991) finden man sie heute immer noch in vielen Lexika und Büchern.
Der heutige Wissensstand über die Orientierung der Wale
Die Augen der Wale ( siehe Abbildung 1 ) haben, wie auch die Augen der Fische, eine kugelrunde Linse, womit sie unter Wasser besser sehen können. In der Luft sind die Wale kurzsichtig und können nur etwa eineinhalb Meter weit sehen. Eine Orientierung nach festen Landmarken oder gar nach Sternen ist also nicht möglich. Das Farbsehvermögen ist schlecht ausgebildet und entspricht dem von Tiefseefischen. Genetisch bedingt sind die Wale monochromatisch und können nur im blau-grünen Bereich, um 450 nm, sehen (Peichl & Behrmann, 1999).
Der Geschmackssinn
Weil man bei früheren Untersuchungen keine Geschmacksknospen ( siehe Abbildung 2 ) fand, glaubte man, daß Wale keinen Geschmackssinn haben. Erst als die Wale bei Fütterungen in Delphinarien bestimmte Fische bevorzugten und dies über Experimente auf den Geruchssinn zurückgeführt wurde, suchte man nach Geschmacksknospen. Weil diese aber nicht wie beim Menschen auf der Zunge liegen, sondern auf den Papillen, die den Zungenrand säumen, wurden sie erst sehr spät entdeckt (Behrmann, 1988, 1990). Da nun bewiesen wurde, daß die Wale über den Geschmackssinn ihre Nahrung identifizieren können, ist anzunehmen, daß die Wale bestimmt auch die Qualität des Wassers erschmecken und deshalb unsaubere Gewässer vermeiden. Früher lebten in Küstennähe und in den Flußmündungen viel mehr Wale als heute.
Der Geruchssinn
Weil der Riechnerv bei allen Walen vollkommen zurückgebildet ist, hat man auch die Riechzonen nicht näher untersucht und einfach behauptet, Wale können nicht riechen. Nun hatte man aber bei Bartenwalen füher schon große Riechfelder gefunden und vermutet, daß die Wale vielleicht doch einen verkümmerten Geruchssinn ( siehe Abbildung 3 ) haben könnten. 1989 wurden nun in der Nase des Schweinswals große Felder gefunden, die mit Riechhäuten bedeckt sind und deren Riechzellen ( siehe Abbildung 4 ) voll funktionieren. Weil der zum Hirn führende Riechnerv bei allen Walen vollkommen zurückgebildet wurde, sind die Sinneszellen nur noch über den Trigeminusnerv mit dem Gehirn verbunden. Vom Menschen, deren Riechnerven zerstört sind, weiß man, daß sie noch auf Salmiakgeist reagieren. Es ist also davon auszugehen, daß die Wale noch Amoniakverbindungen wahrnehmen können und damit verdorbene Nahrung erkannt wird.
Der Tastsinn
Dieser ist nun bei den Walen optimal entwickelt und die dazugehörenden Hirnzentren sind, im Vergleich zu anderen Säugern, besonders groß. Die dicke Haut ist hoch sensibel und besonders viele Nervenendkörperchen liegen in der Stirn- und der Zungenhaut.

Neben vielen freien ummantelten und unummantelten Nervenendigungen, mit denen die Wale Temperaturen registrieren können, liegen in der Haut noch viele Nervenendkörperchen. Erstmalig in der Walhaut wurden die Formen 10, 11, 12, 5, 20, 21 und 22 nachgewiesen. Form 11 wurde bisher nur in den Schallblasen der Frösche gefunden. Form 8 besitzen Spechte auf der Zunge. Form 14 und 15 wurden bisher hauptsächlich in den Nackenhäuten von Wasservögeln gefunden. Form 20 ist in etwa mit den Elektrorezeptoren der Fische vergleichbar. Form 7 kommt in den Schnäbeln von Wasservögeln vor. Hypothetisch können die Wale mit der Form l2 Turbulenzen registrieren, die beim schnellen Schwimmen auf der Haut entstehen und diese verformen. Form l0 könnte die Funktion eines Tiefdruckmessers haben. Mit den Rezeptoren für elektrische Wellen (20 und 21) wird eine Begegnung mit einem Zitterrochen vermieden, was für Wale tödlich sein könnten. Außerdem wurde noch in den Zungenspitzen Nervenorgane gefunden, die erdmagnetische Wellen registrieren können, was von der englischen Walforscherin Klinowska (1986) behauptet wird. ( alle Formen - siehe Abbildung 5 ) Frau Professor Klinowska stellte fest, daß es in Gebieten mit erdmagnetischen Anomalien häufig zu Strandungen kommt, woraus sie hypothesierte, daß sich Wale bei ihren Wanderungen an erdmagnetischen Linien orientieren. Nach ihrer Form und Lage könnten die Nervenendkörperchen der Form 22 Rezeptoren für erdmagnetische Wellen sein.

Besonders hochentwickelte Tastkörperchen (Form 4) liegen in der Nasenspitze und im Penis (Formen 5, 17, 18) der Wale, der außerdem noch Chemorezeptoren besitzt.
Das Gehör
Wale kommunizieren untereinander. Nach bestimmten Tönen des Leittieres wird gezielt gehandelt, was einer Sprache gleichzusetzen wäre. Wale erkennen die Grenzen ihres Lebensraumes und finden ihre Nahrung durch Echolokation. Das heißt, sie erzeugen Töne, deren Echo dann der Orientierung dient. Bekannt geworden sind bis heute Schallwellen zwischen 12 und 320.000 Schwingungen in der Sekunde (Hertz = Hz). (siehe Abbildung 6)
Wie und womit erzeugen nun die Wale die verschiedenen Töne?
Über Richtmikrophone fanden Purves & Pilleri (1987) zwei Tonquellen im Kopf ( siehe Abbildung 7 ) der Zahnwale, eine lag im Nasenhof und die zweite im Bereich des Kehlkopfes. Diese Befunde führten zur Suche nach den Organen, die als Tonerzeuger in Frage kommen könnten. Die Wale haben keine Stimmbänder, doch der Charakter der Töne weist darauf hin, daß die Wale alle ihre Töne mit Luft erzeugen. Wie erzeugen die Wale nun die Töne, und woher nehmen sie bei langen Tauchzeiten unter Wasser die nötige Luft?

Der Kehlkopf ( siehe Abbildung 8 ) der Wale unterscheidet sich von den Kehlköpfen aller anderen Säugetiere durch seine Form. Er hat eine lange Tube, die in den Nasenhof geschoben werden kann und dort von einem Ringmuskel festgehalten und verschlossen wird. Dadurch wird verhindert, daß bei geöffnetem Mund Wasser in die Lunge kommt. Wenn die Kehlkopftube im Nasenhof liegt, sind die vom Kehlkopf abzweigenden Nebenhöhlen geöffnet, aus denen Lufttuben zu den Luftsäcken unterhalb der Schädelbasis führen. Die Luftsäcke haben zwei Funktionen. Erstens können sie Schallwellen aufnehmen und zum inneren Ohr leiten, und zweitens können sie wie Blasebälge arbeiten. Die Luftsäcke sind mit Muskeln überzogen, die die Luft auspressen, so daß die Luft ständig zwischen Lunge und Luftsäcken ventilieren kann. Dabei entstehen Quietsch- und Pfeiftöne in den Lufttuben, die eine zungenartige Hautfalte haben. Tiefere und hohe Töne werden mit Membranen und der Luft erzeugt, die durch das Mittelohr in die Eustachische Röhre gepreßt wird. Die Eustachischen Tuben führen mitten durch die Membranen in die Nasenhöhle. Die Membranen in den Flügelbeinen des Kopfes besitzen Muskeln, die diese spannen können. Wird durch die Eustachischen Tuben Luft gepreßt, können die Tuben durch Anspannung der Membranmuskeln zusammengedrückt werden. Wird der Luftdruck erhöht, passiert die Luft ruckartig die Membran, wobei trommelartige Schwingungen und Klicks entstehen, die auf den Wasserkörper im Mundraum übertragen werden. Das System gleicht einer Kesselpauke. Bei der Erzeugung der Töne geht allerdings Luft verloren, die sichtbar durch das Blasloch den Körper verläßt. Weil bei der Erzeugung von hohen Tönen bis zu 6.5 Atm verwendet werden, muß das innere Ohr vor Schädigungen geschützt werden. Der Steigbügel wirkt hierbei wie ein Sicherheitsventil, welches aktiv geöffnet werden muß, wenn der Wal hören will. In den Windungen der zweiten Öffnung des inneren Ohres liegen fächerförmige Knochengebilde, die wie Wellenbrecher funktionieren. Damit ist das innere Ohr vor schädigenden Schallwellen geschützt.

Ob Wale hören können oder nicht, wurde bis in die siebziger Jahre diskutiert. ( siehe Abbildung 9 + siehe Abbildung 10 ) Heute nimmt man an, daß die Wale Schwingungen von etwa 800 Hz bis 100.000 Hz hören können. Damit ist ihr Gehör feiner als das der Fledermäuse. Die Gehörschnecke ist sehr kurz und hat nur selten mehr als eineinhalb Windungen. Die Anzahl der Sinneszellen ist etwa so hoch wie beim Menschen, die Zahl der Ganglienzellen ist aber zwei- bis dreimal so hoch wie beim Menschen (Nachtigall, 1986). Wenn die Wale also nur Töne zwischen 800 und 100.000 Hz hören können, bleibt die Frage, warum sie höhere und tiefere Töne erzeugen und ob sie diese auch verwerten können.

Die Ohrenkapseln der Wale haben sich von dem Schädel getrennt und werden nur durch Bänder oder häutiges Gewebe in ihrer Position gehalten. Die Ohrenkapseln sind sehr kalkhaltig und deshalb auch sehr schwer, fast doppelt so schwer wie die übrigen Knochen. Weil die Ohrenkapseln frei schwingen und sehr schwer sind, kam 1953 der Japaner Yamada zu der Hypothese, daß die Ohrenkapseln der Wale wie Seismographen funktionieren. In der folgenden Zeit wurden aber keine nervösen Organe gefunden, die dieses bestätigen konnten. Außerdem war Purves noch 1966 der festen Überzeugung, daß die die Ohrenkapseln umgebenden Räume zu den Luftsäcken gehören und mit Luft gefüllt sind. So wurde die Hypothese nicht weiter beachtet und geriet in Vergessenheit. Bei wiederholten Untersuchungen dieser Räume fand ich immer wieder lockeres, mit Flüssigkeit gefülltes Gewebe. In diesem fand ich nun 1986 ein Organ, bestehend aus glockenförmigen Gefäßen, in denen nervöse Tastkörperchen schwammen. Damit war nun das gesuchte Organ gefunden, mit denen die Schwingungen der Ohrkapsel erfaßt werden konnten. Yamadas Hypothese erhielt dadurch seine Bestätigung.
Wie funktioniert nun das postbullare Sinnesorgan?
Schallwellen, die auf den Schädel treffen, versetzen alle Knochen in Schwingungen. Während die leichten Schädelknochen leichter in Schwingung geraten als die schwerere Ohrkapsel, entstehen hier Schwingungsdifferenzen, die über die Tastkörperchen registriert werden können. Nun haben ja alle Wale zwei Ohrenkapseln, die wie "Seismographen" funktionieren, wodurch die Wale in der Lage sind, auch noch die Richtung zu bestimmen, aus der die Schallwellen kommen. Mit den postbullaren Sinnesorganen können die Wale Schallwellen bis zu 800 Hz ertasten, also tiefe Töne, die hauptsächlich zur Orientierung eingesetzt werden. Solch tiefe Töne haben im Meer eine Reichweite von mehreren Kilometern und damit auch ein gut registrierbares Echo.
Wie verwerten nun die Wale solche Schallwellen, die oberhalb der angenommenen Hörgrenze liegen, also Schwingungen zwischen 100.000 und 320.000 Hz. Hohe Frequenzen sind gut zu bündeln, reichen aber, weil sie nicht mit hoher Energie erzeugt werden können, nicht sehr weit. Hohe Schallwellen werden zur Ortung von Nahrungstieren und auch zu deren Betäubung eingesetzt. Wenn solche Schwingungen nicht weit reichen, kann ihr Echo nur sehr schwach sein und in den Körper nicht tief eindringen. Nervöse Organe, die solche schwachen Echowellen registrieren könnten, müßten weit vorne im Kopf liegen. Nun haben alle Wale im langen Oberkiefer (Rostrum) eine tiefe Rinne, in der ein langer Knorpelstab liegt, der nie verknöchert. ( siehe Abbildung 11 ) In diesem Knorpel vermutet man ein Instrument, das bei der Echoaufnahme eine Funktion haben könnte. 1988 entdeckte ich ein nervöses Organ, das den ganzen Knorpelstab ummantelte und in der Lage wäre, schwache Echowellen zu erfassen. Das Organ besteht aus vielen kleinen Röhren, die den Knorpelstab in seiner ganzen Länge begleiten. Diese Tuben können also mehrere Meter lang sein. Die Wände dieser mit Flüssigkeit gefüllten Tuben sind innerlich mit vielen kleinen, etwa 30 p.m großen Tastkörperchen bestückt. Im kurzen Rostrum des Schweinswales könnten etwa 40 bis 50 Millionen solcher Tastkörperchen vorhanden sein. Mit Hilfe dieses rostralen Sinnesorgans, das in etwa mit einem Richtmikrophon vergleichbar ist, könnten die Echowellen erfaßt werden, die oberhalb der Hörgrenze liegen. Theoretisch könnten damit Schwingungen ertastet werden, deren Wellenlängen kleiner als ein Millimeter sind. Nun wird erklärbar, wie die Wale es schaffen, in trüben Gewässern ein Münze von einem Millimeter Dicke, die auf Steinen liegt, zu finden. Eine Leistung, die von modernsten Ortungsgeräten nicht erreicht wird.
Alle die genannten Organe ( siehe Abbildung 12 ) sind Fakten. Die aus ihrer Existenz gezogenen Rückschlüsse sind hypothetisch und bedürfen der Bestätigung. Fest steht, daß die Wale Töne zwichen 12 und 320.000 Hz erzeugen. Alles spricht dafür, daß sie diese auch registrieren und verwerten. Nur von welchen Organen die Echowellen aufgenommen werden, welche Töne die Wale mit dem Gehörorgan und welche sie über den Tastsinn ermitteln, könnten uns nur die Wale selber sagen. Weil beide neu entdeckten Organe tief im Körper zwischen hartem Knochenmaterial eingebettet sind, und ich nur gestrandete Wale verwertet habe, waren weitere Untersuchungen nicht möglich.
Dies alles wird von einem Gehirn gesteuert, das besser entwickelt ist als das des Menschen. Das Walhirn ( siehe Abbildung 13 ) hat doppelt so viel Falten wie das menschliche Gehirn, und die Zahl der Neuronen und Gliazellen in einem Kubikmillimeter Hirnrinde kann sogar dreimal so groß sein wie beim Menschen.

Wenn diese Tatsachen zu Kenntnis genommen werden, hoffe ich, daß man mehr Respekt vor den Walen bekommt und das sinnlose Vernichten dieser, uns Menschen immer wohlgesinnten Tiere, aufhört.
Seit wann und warum stranden Wale?
Seitdem es Wale gibt, also schon vor 60 Millionen Jahren. Krankheiten in den Orientierungsorganen, Verirrungen, jagende Schwertwale, rasende Schnellboote oder ein ganz normaler Tod führen zu Strandungen. ( siehe Abbildung 14 )
Einzelstrandungen
Weil die Wale nicht mehr gefangen werden, sterben sie eines natürlichen Todes. Wenn bei alten oder kranken Walen die Kräfte nachlassen, suchen sie flachere Küstengebiete auf, wo sie nicht dauernd schwimmen müssen. Solchen Walen ist kaum zu helfen. Wollen dann "Tierschützer" diesen Walen helfen und sie in tiefere Gewässer ziehen, kehren die Wale ständig zurück und sind schneller wieder im flachen Wasser als ihre Helfer. Wale leben in Schulen und halten fest zusammen. In der Not hilft ein Wal dem anderen. Diese Hilfsbereitschaft haben schon viele Menschen kennengelernt, die in Seenot gerieten. In der Schule sollte nur einer reden. Bei den Walen gibt nur das Leittier den Orientierungston ab, wodurch Überschneidungen der Tonwellen vermieden werden. Das Echo können dann alle hören. Erkrankt nun ein Tier, so bleiben alle bei ihm, bis es wieder genesen oder gestorben ist. Geraten sie dabei in den Ebbe-Flutbereich, besteht die Gefahr, daß sie bei ablaufendem Wasser vom eigenen Körpergewicht erdrückt werden; denn das Skelett der Wale ist verhältnismäßig schwach ausgebildet und kann den Körper hat nur im Wasser tragen. Massenstrandungen sind auf Desorientierung des Leittieres zurückzuführen. Bei genaueren Untersuchungen solcher gestrandeten Schulen wurde nachgewiesen, daß das Leittier erkrankt war. Besonders anfällig für Krankheiten und Wurmbefall sind alle Organe, die mit der Echolokation in Zusammenhang stehen, also die Atemorgane, der Kehlkopf, die Lufttuben und die Ohren.
Massenstrandungen
Für die Massenstrandungen der Pottwale, im Bereich der Nordsee, gibt es folgende Erklärung: Zu bestimmten Zeiten laufen die Ebbe-Flutwellen parallel zum Golfstrom, die Wale können hier zwischen Golf und Flutstrom nicht unterscheiden und gelangen in die Nordsee. Ziehen sie westlich an der englischen Küste entlang, durchziehen sie unbemerkt die Nordsee. Ziehen sie aber in der östlichen Nordsee, wo Ebbe und Flut laufend wechseln und zu Turbulenzen führen, schwimmen sie orientierungslos hin und her. Laufen bei Ebbe die Priele oder die Flüsse leer, meinen sie, daß dies der richtige Weg ist, schwimmen gegen den Ebbstrom und geraten bald in Untiefen. Sobald sie aufliegen und das sie tragende Wasser abgeflossen ist, erdrückt sie das eigene Körpergewicht. ( siehe Abbildung 15 )

Wieviele Wale es heute noch gibt, weiß niemand. Alle Daten beruhen auf Hochrechnungen und die sind alle ungenau. 1972 wurden alle Wale weltweit geschützt. Der errechnete Bestand an Pottwalen belief sich 1982 auf 567.800.
Seit 1973 vermehrt sich der Walbestand wieder. Je mehr Wale, desto mehr Strandungen. Wir werden also in den kommenden Jahren viel mehr Pottwale zu sehen bekommen.
Literatur
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