Muhen Kühe, schallen niederfrequente Klänge über die Weiten der Weide – inbrünstige Töne aus den Tiefen des Rinder-Resonanzkörpers. Auch Pferde treffen diese Bassnoten. Doch ihr Wiehern enthält gleichzeitig hohe, beinahe schrille Klänge: 1500 Hertz anstelle jener 100 Hertz, die für ihre Statur zu erwarten wären. "Beide Frequenzen sind für Pferde von Bedeutung, weil sie unterschiedliche Informationen über deren Gefühlslage vermitteln", sagt Elodie Briefer, Evolutionsbiologin und außerordentliche Professorin an der Universität Kopenhagen. Bereits 2015 wies sie nach, dass die niedrigen Frequenzen und die Intensität des Wieherns die Erregung eines Pferdes widerspiegeln. Die hohen Frequenzen und die Dauer des Wieherns vermitteln, ob seine Gefühle positiver oder negativer Natur sind. So können die Herdentiere ihr Innenleben erstaunlich präzise kommunizieren.
Doch wie erzeugen Pferde in einem Atemzug kontrolliert tiefe und hohe Töne? Dieses Rätsel löste das Team um Briefer erst jetzt. Dazu pusteten die Forschenden unter anderem Helium durch einen körperlosen Pferdekehlkopf.
Bei Säugetieren gilt als Daumenregel: je größer das Tier, desto größer der Kehlkopf. Kleine Arten haben piepsige Stimmen, weil ihre kurzen Stimmbänder die Luft in hochfrequente Schwingungen versetzen, wenn sie durch die Stimmlippen strömt. Bei großen Tieren sind die Stimmbänder länger und die Frequenzen niedriger; ihre Rufe klingen tief und schallen weit. Doch den vergangenen Jahren hat die Forschung zahlreiche Methoden zu Tage gefördert, die es Säugetieren ermöglichen, stimmlich über sich hinauszuwachsen. Brüllaffen und Damhirsche etwa erzeugen ihre dröhnenden Rufe in einem Kehlkopf, der größer ist, als ihre Körpermaße vermuten ließen. Koalas besitzen dort, wo Mund- und Nasenhöhle zusammentreffen, zusätzliche Stimmlippen. So können die Männchen Balzrufe ausstoßen, die eines Elefanten würdig wären. Ratten wiederum schrauben ihre Stimme in den Ultraschallbereich hinauf, indem sie die Wände des Kehlkopfs verengen und strömungsdynamische Effekte nutzen.
Kontrollierte Turbulenzen im Kehlkopf
Die Besonderheit des Wieherns besteht darin, dass Pferde in einem Atemzug zwei fundamental unterschiedliche Frequenzen erzeugen – ein Phänomen, dass Biologinnen und Mediziner als Biphonation bezeichnen. Tritt es bei Menschen auf, ist in der Regel eine Erkrankung schuld, die linke und rechte Stimmlippe in unterschiedlichen Frequenzen schwingen lässt. Doch einige Tierarten scheinen die Biphonation gezielt zu nutzen. So können unter anderem Wapitis, Orkas, Asiatische Wildhunde und Kaiserpinguine doppeltönige Rufe ausstoßen. "Das Phänomen könnte eine wesentliche Rolle bei der Übermittlung unterschiedlicher Informationen über kurze und lange Entfernungen spielen, die Komplexität der Rufe erhöhen, um individuellere Rufe zu ermöglichen, und Hinweise auf die Bewegungsrichtung des Senders liefern", erklärten Briefer und Kolleg*innen bereits 2025 in der Fachzeitschrift "Philosophical Transactions of the Royal Society B".
Während der Zweiklang bei vielen Arten nur sporadisch auftritt, ist er bei Pferden ein festes Feature. Seine tiefe Komponente entsteht durch Vibrationen der Stimmlippen, genau wie unsere Sprech- und Singstimme. Den Ursprung der hohen Komponente enthüllte nun eine Analyse anatomischer und akustischer Daten. Die Pferde erzeugen mit Hilfe verwirbelter Luftströme einen Pfeifton – allerdings nicht im Mundraum, sondern im Kehlkopf. Sie sind die einzigen Tiere, die auf diese Weise pfeifen, während sie gleichzeitig Töne mit den Stimmlippen erzeugen.
Für die Beweisführung pusteten die Forschenden zunächst Luft durch einen Kehlkopf, den sie einem toten Pferd entnommen hatten, und maßen die Frequenz des Pfeifens. Anschließend wechselten sie zu Helium. Weil sich der Schall im Edelgas schneller fortpflanzt, stieg die Tonhöhe – genau das Ergebnis, das für einen aerodynamischen Mechanismus zu erwarten war. Die biomechanischen Vibrationen, die der Gasstrom an den Stimmlippen auslöste, blieben hingegen konstant. Einen weiterer Beleg lieferten Untersuchungen an Pferden mit geschädigten Kehlkopfnerven. Sie hatten Probleme, tiefe Töne zu erzeugen, brachten jedoch problemlos hohe Frequenzen hervor. Briefer und ihr Team veröffentlichten ihre Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift "Current Biology".
Auch die nah verwandten Przewalski-Pferde setzen konsequent auf Biphonation, ebenso wie der nordamerikanische Wapiti, der als Hirsch und Paarhufer aus einer anderen Familie stammt. Zebras und Esel hingegen verlassen sich vorrangig auf ihre Stimmbänder. Die Forschenden spekulieren, dass evolutionärer Druck die Doppeltönigkeit des Stimmtrakts hervorgebracht haben könnte: Womöglich dient die hohe Frequenz dazu, Aufmerksamkeit zu generieren, Signale über große Entfernungen zu übermitteln oder ein besonders komplexes Spektrum an Rufen hervorzubringen.
