Schildkröten haben ein voll ausgebildetes Innen- und Mittelohr, aber kein Außenohr. Sie hören Töne deshalb nicht im gleichen Umfang wie Menschen. Sie nehmen Schallwellen von etwa 100 Hz bis 1000 Hz wahr, also vor allem tiefe Vibrationen (Trittschall) aus ihrer Umgebung, möglicherweise auch Fressgeräusche von Artgenossen. Einer Studie aus Italien zufolge reagieren weibliche Schildkröten der Gattung Testudo sogar auf akustische Signale der Männchen beim Paarungsspiel, wobei sie schnell aufeinander folgende Geräusche und hohe Töne (kleine Männchen) zu bevorzugen scheinen.

Schildkröten können sich in ihren kognitiven Fähigkeiten mit allen anderen Reptilien messen. So merken sie sich Futterquellen und Fluchtwege. Ihr Orientierungssinn ist ebenfalls hervorragend ausgeprägt und scheint sich mit zunehmendem Lebensalter noch zu verstärken.

Weitere gut entwickelte Sinnesleistungen sind Schmerzempfindung, Temperatursinn und Gleichgewichtssinn.

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