Echolocatie: de ingebouwde sonar van de natuur

Veel dieren – van witte dolfijnen tot vleermuizen – kunnen jagen en door hun omgeving navigeren dankzij de weerkaatsing van geluiden die ze maken. En zelfs mensen maken van deze techniek gebruik.

Published 5 feb. 2021 11:41 CET
Noordelijke gladde dolfijne zwemmen vlak onder het wateroppervlak voor de kust van British Columbia, Canada. Echolocatie ...

Noordelijke gladde dolfijne zwemmen vlak onder het wateroppervlak voor de kust van British Columbia, Canada. Echolocatie is een logische strategie in de oceaan, want geluiden bewegen zich in water vijfmaal sneller voort dan in lucht.

Foto van PAUL NICKLEN, NAT GEO IMAGE COLLECTION

Echolocatie is het ingebouwde sonarapparaat van de natuur en wordt toegepast wanneer dieren geluiden maken en de weerkaatsing daarvan gebruiken om zich te oriënteren en te jagen. De weerkaatsende echo’s kunnen een dier veel informatie geven over de afstand tot een objecten en de grootte ervan.

Ruim duizend diersoorten maken gebruik van echolocatie, waaronder de meeste vleermuizen, alle tandwalvissen (dolfijnen en potvissen) en talloze kleine zoogdieren. Veel van deze dieren jagen ’s nachts, leven onder de grond of zwemmen op grotere diepte, omgevingen met weinig tot geen licht waarin ze echolocatie nodig hebben om voedsel te vinden. Dieren hebben gedurende hun evolutie meerdere methoden van echolocatie ontwikkeld, van trillingen uit de keel tot het klapwieken van de vleugels.

De nachtelijke vetvogel en enkele dwergsalanganen jagen in donkere grotten, waarbij ze “met hun zangorgaan (de syrinx) korte klikjes produceren,” legt Kate Allen, fellow aan de faculteit voor psychologie en hersenonderzoek van de Johns Hopkins University, in een e-mail uit.

Er zijn ook mensen die echolocatie beheersen door met hun tong te klikken, een vaardigheid die slechts bij enkele andere zoogdieren voorkomt, zoals bij tenreks, een diertje ter grootte van een muis uit Madagaskar, en de Vietnamese dwergslaapmuis, die vrijwel blind is.

Vleermuissignalen

De meesters van de echolocatie zijn de vleermuizen, die hun ingebouwde sonar gebruiken om hun vliegende prooi bij nacht en in volle vlucht te kunnen lokaliseren en verschalken.

Volgens Allen maken de meeste vleermuizen, zoals de minuscule watervleermuis, geluiden door middel van extreem snelle samentrekkingen van de spieren van hun strottenhoofd, waarbij ze ultrasone piepjes uitstoten die veel te hoog zijn voor het bereik van het menselijk gehoor. 

De roep van verschillende soorten vleermuizen kan sterk uiteenlopen, waardoor ze de piepjes van andere vleermuizen in de buurt kunnen herkennen. Hun roep kan ook heel specifiek zijn voor een bepaalde omgeving en bepaald type prooi. Zo begint de rosse vleermuis te ‘fluisteren’ als hij vliegende motten nadert, om te voorkomen dat de insecten hem horen aankomen.

Duizenden diersoorten passen echolocatie toe, waarbij ze geluiden en hun echo’s gebruiken om objecten in hun omgeving te lokaliseren. Vleermuizen stoten met behulp van hun stembanden of neuzen voortdurend hoogfrequente piepjes uit om zich – vaak in het aardedonker – te oriënteren, te jagen of naar voedsel te zoeken.

Het slakkenhuis, een spiraalvormige holte in het binnenoor, is geheel afgestemd op het opvangen van echo’s en gevoelig voor een breed scala van trillingen.

Naarmate de vleermuis zijn prooi nadert, zoomt hij in op zijn doelwit door het aantal piepjes dat hij uitstoot te verhogen.

De piepjes van vleermuizen hebben doorgaans frequenties die ver boven het bereik van het menselijk gehoor liggen. Als een vleermuis zijn prooi nadert, kan het aantal piepjes dat hij uitstoot toenemen tot een ‘aanvalsgezoem’ van meer dan 160 piepjes per seconde.

Echo’s kunnen een dier veel vertellen over de grootte, textuur, afstand en richting van een prooi of voorwerp.

Foto van TAYLOR MAGGIACOMO, NGM STAFF. SOURCES: COEN P. H. ELEMANS, SCIENCE, SEPTEMBER 2011; JAMIE LYNN PETERSON, JSCHOLARSHIP, MARCH 2020; NATIONAL PARK SERVICE

Sommige motten hebben gedurende de evolutie op hun beurt verdedigingsmechanismen tegen de echolocatie van vleermuizen ontwikkeld. Zo laat de beervlinder, een grote mot, zijn tymbalen (zangorganen aan weerszijden van zijn borststuk) vibreren om klikjes te produceren waarmee hij de echolocatie van vleermuizen verstoort en zo tijd heeft om aanvallen te ontwijken.

Sommige vleermuizen zijn ware meesters van de echolocatie en kunnen dankzij de weerkaatsingen van hun piepjes inzoomen op objecten van minder dan 0,2 millimeter, oftewel de breedte van een mensenhaar. Omdat vliegende insecten altijd in beweging zijn, moeten vleermuizen voortdurend piepjes uitzenden, soms wel 190-maal per seconde. Ondanks deze moeilijke jachttechniek kunnen de vliegende roofdieren elke nacht de helft van hun eigen lichaamsgewicht aan insecten verorberen.

Bladneusvleermuizen produceren hun piepjes door middel van grote snuiten met een ingewikkeld stelsel van plooitjes, waarmee ze weerkaatsende geluiden zeer nauwkeurig kunnen inschatten. Sommige soorten kunnen de vorm van hun oren razendsnel aanpassen om meer informatie uit binnenkomende signalen op te pikken.

Onlangs nog werd ontdekt dat sommige vleerhonden, waaronder de Zuidoost-Aziatische grottenvleerhond, klikgeluiden produceren door met hun vleugels te klapwieken.

Geluidsgolven onder water

Echolocatie is ook een logische strategie in de oceaan, want in water planten geluiden zich vijfmaal sneller voort dan in lucht.

Dolfijnen en andere tandwalvissen, zoals de witte dolfijn, gebruiken echolocatie met behulp van klikgeluiden, die ze in speciale dorsale slijmbeurzen onder het schedeldak, niet ver van hun spuitgat, produceren. 

De bolvormige vettige substantie die vóór dit gebied ligt en ‘meloen’ wordt genoemd, verlaagt de impedantie of weerstand tegen geluidsgolven tussen de slijmbeurzen en het water, zodat de klikgeluiden scherper klinken, zegt Wu-Jung Lee, hoofdoceanograaf aan het Applied Physics Laboratory (’Laboratorium voor Toegepaste Fysica’) van de University of Washington.

Een andere vetklomp, die zich tussen de onderkaak en de oren van tandwalvissen uitstrekt, zorgt juist voor een betere opvang van de echo’s die van prooidieren als vissen en pijlinktvissen weerkaatsen.

Bruinvissen, een van de favoriete prooidieren van orka’s, produceren ten behoeve van hun echolocatie extreem snelle en hoogfrequente klikgeluiden die niet door roofdieren opgevangen kunnen worden, zodat de dolfijnen hun aanwezigheid niet verraden.

De meeste geluiden die zeezoogdieren bij hun echolocatie produceren, vallen volgens Lee buiten het bereik van het menselijk gehoor, met uitzondering van het geklik van potvissen, orka’s en sommige dolfijnsoorten.

Oriëntatie door geluid

Dieren gebruiken echolocatie niet alleen voor de jacht en de zelfverdediging maar ook om zich in hun omgeving te oriënteren.

Zo gebruikt de grote bruine vleermuis, die in heel Noord-Amerika en delen van Zuid-Amerika voorkomt, zijn sonar om zich in lawaaiige omgevingen toch goed te kunnen verplaatsen, bijvoorbeeld in bossen waarin veel andere diergeluiden weerklinken.

Ook de Orinoco-dolfijn maakt gebruik van echolocatie, volgens Lee waarschijnlijk om boomtakken en andere obstakels te vermijden die na seizoensgebonden overstromingen onder water komen te staan.

De meeste mensen die gebruikmaken van echolocatie, zijn blinden en slechtzienden, die deze vaardigheid aanleren om bij dagelijkse bezigheden beter hun weg te vinden. Sommigen maken klikgeluiden met hun tong of met een voorwerp als een blindenstok en kunnen zo het weerkaatste geluid in hun omgeving plaatsen. Uit hersenscans van mensen die echolocatie toepassen, blijkt dat het gedeelte van de hersenen dat visuele signalen verwerkt, tijdens dit proces actief wordt. 

“Het brein houdt er niet van om ruimte onbenut te laten,” zegt Allen, dus “is het voor mensen die echolocatie niet nodig hebben in metabolisch opzicht te kostbaar om zo’n vaardigheid te handhaven.”

Maar mensen kunnen zich opmerkelijk goed aan omstandigheden aanpassen, en uit onderzoek blijkt dat iedereen met het nodige geduld de vaardigheid van echolocatie kan aanleren.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

  • Gebruiksvoorwaarden
  • Privacyverklaring
  • Cookiebeleid
Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2017 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.