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Bahnbrechende Erkenntnis: Robben interpretieren ihre eigene Bewegung

20.04.2015

Seehund Malte überrascht Forscher beim Experiment

Im Marine Science Center Rostock, dem größten Robbenforschungszentrum weltweit, erforscht Professor Dr. Guido Dehnhardt zusammen mit seinem Team aus Biologen und Physikern die Sinneswahrnehmung und kognitiven Fähigkeiten von neun männlichen Seehunden und drei Ohrenrobben. Als Forschungseinrichtung dient ihnen ein umgebautes Personenschiff, die „Lichtenberg“, im Yachthafen von Rostock–Hohe Düne.


In einem Verhaltensexperiment mit Seehund Malte kristallisierte sich am Robbenforschungszentrum heraus, dass Seehunde optischen Fluss wahrnehmen können und ihre Bewegungsrichtung aus einem Flussfeld ablesen können, welches eine Vorwärtsbewegung des Seehunds simuliert. Foto: ©Robbenforschungszentrum Rostock

Den Wissenschaftlern am Marine Science Center ist jetzt am Ende einer langen Reihe von Experimenten zum visuellen System der Seehunde eine bahnbrechende Erkenntnis gelungen: „Seehunde sind in der Lage, das Bewegungsmuster , das durch die Eigenbewegung der Tiere im Auge entsteht, zu interpretieren“, sagt Dr. Frederike Hanke von der Robbenforschungsstation. Sie spricht vom so genannten „optischen Fluss“.

In einem Verhaltensexperiment zur optischen Flusswahrnehmung hatten die Forscher dem Seehund Malte sich bewegende Punkte, die eine Vorwärtsbewegung simulierten, auf einer Leinwand präsentiert. Nachdem ein Kreuz auf der Leinwand eingeblendet wurde, hatte der Seehund die Aufgabe, anzuzeigen, ob das Kreuz deckungsgleich mit der Bewegungsrichtung der Simulation war oder nicht. Der Seehund erlernte den Umgang mit dem sehr komplexen optischen Reiz innerhalb kürzester Zeit.

„Unsere Experimente zeigen, dass Seehunde generell einen sehr guten Zugang zu großflächigen, sich bewegenden Punktreizen haben“, sagt Frederike Hanke. „Und die unglaubliche Genauigkeit, mit der das Tier Abweichungen von der Bewegungsrichtung anzeigen konnte, ist beeindruckend“.

In seiner natürlichen Umgebung könnte, so die Forscher, der Seehund optischen Fluss u. a. hervorgerufen durch eine Bewegung durch partikelreiches Wasser, was im Experiment simuliert wurde, nutzen.

Diese Vorstellung erfordert ein vollständiges Umdenken, was die Bedeutung von Partikeln für die Fortbewegung und Orientierung unter Wasser anbelangt. Bislang war man davon ausgegangen, dass Partikel im Wasser die Sicht für die Seehunde drastisch einschränken. Mit der nun dokumentierten Fähigkeit zur Wahrnehmung von optischem Fluss können die Seehunde eine visuelle Information, die gerade durch eine Bewegung durch Partikel hervorgerufen wird, vielfältig nutzen.

In einer früheren Studie hatten Forscher gezeigt, dass beispielsweise Bienen Entfernungen nicht, wie früher angenommen, an Hand ihres Energieverbrauchs bestimmen. Stattdessen beruht ihre Schätzung ebenfalls auf optischem Fluss – dem Bewegungsmuster, das beim Vorbeiflug an Blumen und anderen Objekten hervorgerufen wird.

Fliegen die Bienen anstatt in ihrer natürlichen Umgebung in einem engen Tunnel, vermitteln die aus Sicht der Tiere viel schneller vorbeiziehenden Muster deshalb den Eindruck einer längeren Wegstrecke. Dies führt dazu, dass die Bienen bereits viel früher, sprich absolut nach einer geringeren Entfernung vom Bienenstock, nach der vertrauten Futterquelle suchen.

Den neuesten Erkenntnissen zu Folge könnten auch Seehunde, nun jedoch unter Wasser, optischen Fluss zur Abschätzung des zurückgelegten Weges nutzen. Diese Abschätzung ist eine entscheidende Voraussetzung für eine erfolgreiche Orientierung z. B. während der Futtersuche. Optischer Fluss scheint demnach eine Informationsquelle, auf die sich Seehunde und möglicherweise auch weitere aquatische Organismen zur Kontrolle der Orientierung und Fortbewegung verlassen können. Text: Wolfgang Thiel

HINTERGRUND

Prof. Guido Dehnhardt erhielt 2007 eine Lichtenberg-Professur der VolkswagenStiftung, die er an der Universität Rostock realisiert. Daraufhin zog im Juni 2008 die gesamte Arbeitsgruppe mit damals neun Seehunden in eine große Freiwasseranlage im Yachthafen Hohe Düne, Rostock. Hier wird nun die wissenschaftliche Forschung, die zuvor viele Jahre über die Universität Bonn und dann später über die Universität Bochum im Kölner Zoo stattfand, weitergeführt.

Im Fokus der Forschung stehen die Sinnesorgane sowie die kognitiven Fähigkeiten der Robben. Hierbei interessieren vor allen Dingen, wie die Sinnesorgane in Luft und unter Wasser funktionieren, welche spezifischen Anpassungen speziell auch das Leben im Wasser hervorbringt und wie die Sinnesorgane zur Orientierung eingesetzt werden können. Die Besonderheit des Lehrstuhls: Besucher können in der Saison täglich der Forschungsarbeit und damit der Entstehung wissenschaftlicher Erkenntnisse zuschauen. Aktueller Tierbestand: Neun Seehunde, zwei Kalifornische Seelöwen, ein Südafrikanischer Seebär


Kontakt:
Dr. Frederike D. Hanke
Universität Rostock
Institut für Biowissenschaften
Sensorische und kognitive Ökologie
Albert-Einstein-Str. 3
18057 Rostock
frederike.hanke@uni-rostock.de
0381/666971914

Universität Rostock
Presse- und Kommunikationsstelle
Tel.: +49 381 498-1012
Fax: +49 381 498-1032
pressestelle@uni-rostock.de
www.uni-rostock.de 

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