Sei es das Blinken von Glühwürmchen, das Zirpen von Grillen oder der Beat menschlicher Pop-Musik: Sie alle haben einen Grundrhythmus von etwa zwei Schlägen pro Sekunde. Eine Studie legt nun nahe, dass es sich dabei um eine universelle Frequenz handelt, die die Kommunikation von Menschen und Tieren über Artgrenzen hinweg prägt. Demnach entspricht diese Wiederholungsrate genau dem Rhythmus, in dem die Nervenzellen im Gehirn Signale optimal verarbeiten können.
Bei Feldforschungen in Thailand im Jahr 2022 machte ein Team um Guy Amichay von der Northwestern University in Illinois eine erstaunliche Beobachtung: Eigentlich wollten die Forschenden Glühwürmchen der Art Pteropyx malaccae beobachten, die dafür bekannt sind, synchron zu blinken. „Während wir die Glühwürmchen filmten, fiel uns auf, dass die Grillen in der Nähe synchron mit den Glühwürmchen zu zirpen schienen“, berichtet Amichay. „Wir fanden es verrückt, dass diese beiden nicht miteinander verwandten Arten auf diese Weise interagieren sollten.“
Im gleichen Tempo
Also gingen die Forschenden dieser Beobachtung weiter nach. Bei genaueren Analysen ihrer Aufnahmen stellten sie fest, dass die Grillen nicht wirklich genau gleichzeitig mit dem Blinken der Glüchwürmchen zirpten. Stattdessen wiederholten sie ihr Zirpen nur im gleichen Tempo wie die Glühwürmchen ihr Blinken, nämlich mit 2,4 Hertz, also etwas mehr als zwei Wiederholungen pro Sekunde. „Warum sollten diese beiden unterschiedlichen Arten in einem so ähnlichen Tempo agieren, wo sie doch im Prinzip aus einer Vielzahl von Optionen wählen könnten?“, fragten sich die Forschenden,
Um diese Frage zu klären, durchforsteten Amichay und seine Kollegen zahlreiche veröffentlichte Studien zur Kommunikation verschiedener Tierarten. Dabei stellten sie fest: „Es scheint eine Vielzahl von Organismen zu geben, die in einem relativ engen Tempo-Bereich signalisieren oder kommunizieren“, berichtet Amichay. „Sie scheinen alle bei etwa zwei oder vielleicht drei Hertz zu bleiben.“ Das galt neben Glühwürmchen und Grillen unter anderem auch für Krebse, Frösche, Vögel, Seelöwen und Affen. „Prinzipiell könnten sie auch in anderen Rhythmen kommunizieren“, sagt Amichay. „Physikalisch hindert sie nichts daran, beispielsweise bei zehn Hertz zu kommunizieren, doch sie tun es nicht.“
Neuronaler Takt
Auch in der menschlichen Popmusik ist dieses Tempo weit verbreitet. Die meisten Hits haben etwa 120 Schläge pro Minute, also zwei Schläge pro Sekunde. „Dieser Rhythmus passt zu unserem Körper; er passt zu unseren Gliedmaßen“, sagt Amichay. „Wir gehen mit etwa zwei Schritten pro Sekunde, daher fällt es uns leicht, zu Musik mit zwei Hertz zu tanzen.“ Tiere dagegen haben je nach Größe ganz andere Schrittgeschwindigkeiten. Warum also scheinen zwei Hertz auch für sie der natürlichste Rhythmus zu sein?
Die Erklärung liegt wahrscheinlich im Gehirn. Unsere Nervenzellen, ebenso wie die von Glühwürmchen, Vogel oder Seelöwe, benötigen eine gewisse Zeit, bis sie nach einem Signal erneut feuern können. Treffen die Signale zu schnell hintereinander ein, erzielen sie keine zusätzliche Wirkung. Am effektivsten funktioniert die Verarbeitung im Gehirn, wenn die Signale im Abstand von etwa einer halben Sekunde eintreffen – also mit der beobachteten Frequenz von zwei Hertz. „Wir vermuten, dass es für eine effiziente Kommunikation entscheidend ist, das Träger-Signal im richtigen Tempobereich zu haben“, erklärt Amichays Kollege Daniel Abrams. „Es ist vielleicht nicht so, dass das Tempo selbst Informationen vermittelt, sondern es dient lediglich als Grundlage, um Aufmerksamkeit zu erregen, wobei der eigentliche Inhalt darüber gelegt wird, ähnlich wie Noten, die dem Takt eines Liedes folgen.“
Aus Sicht der Forschenden könnte diese Erkenntnis dabei helfen, die Kommunikation und das Sozialverhalten von Tieren über Artengrenzen hinweg besser zu interpretieren. „Es ist verlockend zu glauben, dass hier ein tieferer Zusammenhang besteht – dass wir vielleicht alle auf derselben Wellenlänge sind“, sagt Amichay. „Aber wir sind noch dabei zu erforschen, was das bedeuten könnte.“
Quelle: Guy Amichay (Northwestern University, Illinois, USA) et al., PLOS Biology, doi: 10.1371/journal.pbio.3003735