Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chaos im Nahrungsgewebe

29.06.2005


Chaosforschung mit einem mikrobiellen Nahrungsnetz



Erstmals konnten Kölner Wissenschaftler aus dem Bereich Allgemeine Ökologie des Zoologischen Institutes der Universität zu Köln gemeinsam mit Kollegen der Universität Osnabrück, des Max-Plank Instituts für Limnologie in Plön und des Instituts für Ostseeforschung in einem experimetellen Nahrungsgewebe chaotisches Verhalten nachweisen. Die beiden Kölner Ökologen entwickelten ein System, das aus zwei Bakterienstämmen und einem Ciliaten (Wimpertierchen) besteht. Die Forschungsergebnisse wurden in der Juni-Ausgabe des US-Wissenschaftsmagazins "Nature" veröffentlicht.

... mehr zu:
»Nahrungsgewebe »Populationen


Das System wurde unter konstanten Versuchsbedingungen hinsichtlich der Änderungen der Populationsdichte in Abhängigkeit von der Zeit untersucht. Dabei konnten neben dem Einpendeln der Populationsdichte auf einen festen Wert auch regelmäßige periodische Schwingungen und - sehr viel bemerkenswerter - scheinbar völlig musterlose chaotische Schwankungen gezeigt werden. Die unterschiedlichen Muster wurden durch Änderungen der Wachstumsrate erreicht. Aus der Analyse mathematischer Populationsmodelle war schon lange bekannt, dass Populationen durch die Änderung eines oder mehrerer Parameter verschiedene Muster zeigen können und sich dabei eben auch chaotisch Verhalten können. Der experimentelle Nachweis chaotischen Verhaltens war bis jetzt jedoch auf das ein-Arten System einer Mehlkäferart beschränkt. Der jetzt erfolgte Nachweis von Chaos in einem experimentellen drei-Arten System ist ein ganz wichtiger Schritt, um der Antwort auf die Frage nach der Bedeutung von Chaos für Organismen in der "realen Welt" näher zukommen. Die Kölner Ökologen entdeckten durch ihre Studien erstmalig ein experimentelles System, das es ermöglicht, chaotisches Verhalten von natürlichen Systemen gezielt experimentell zu beeinflussen und die Wirkung von externen und internen Faktoren zu studieren.

Die Diskussion über die Bedeutung von Chaos für das zeitliche und räumliche Auftreten von Populationen bzw. Arten ist von großer Bedeutung. Denn Chaos zeichnet sich dadurch aus, dass kleinste Unterschiede in den Anfangsbedingungen im Laufe der Zeit zu vollkommen unterschiedlichen und irrgulären Mustern führen. Der vielen Leuten bekannte Begriff des Schmetterlingseffekts ist eine bildhafte Beschreibung dieser charakteristischen Eigenschaft. Bildhaft gesprochen kann sich das Wetter irgendwo auf der Welt ändern, wenn an einer ganz anderen Stelle der Welt ein Schmetterling mit den Flügeln schlägt. Für viele Systeme sind die Anfangsbedingungen nicht ganz genau bekannt, weil sie oft nur fehlerbehaftet messbar sind. Daraus ergeben sich dann diese kleinen Unterschiede in den Anfangsbedingungen. Damit sind Vorhersagen für chaotische Systeme nur für kurze Zeiträume möglich.

Ein Problem des Nachweises von Chaos in Experimenten oder in der Natur liegt an der Schwierigkeit, chaotische Muster von zufälligen Mustern zu unterscheiden. In den durchgeführten Experimenten wurden durch die Wahl konstanter Versuchsbedingungen zufällige Einflüssen von außen (z.B. Temperatur) so reduziert, dass die beobachteten Muster eindeutig mittels mathematischer Methoden als Chaos identifiziert werden konnten. Verantwortlich: Dr. Wolfgang Mathias

Für Rückfragen steht Ihnen Professor Dr. Hartmut Arndt unter der Telefonnummer 0221/470-3100, Sekretariat 0221/470-5666, der Fax-Nummer 0221/470-5932 und der Email-Adresse hartmut.arndt@uni-koeln.de zur Verfügung.

Gabriele Rutzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-koeln.de/pi/.

Weitere Berichte zu: Nahrungsgewebe Populationen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Herz-Bindegewebe unter Strom
08.12.2016 | Universitäts-Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

nachricht Der Evolution des Immunsystems auf der Spur
08.12.2016 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heimcomputer entdecken rekordverdächtiges Pulsar-Neutronenstern-System

08.12.2016 | Physik Astronomie

Siliziumsolarzelle des ISFH erzielt 25% Wirkungsgrad mit passivierenden POLO Kontakten

08.12.2016 | Energie und Elektrotechnik

Oberleitungs-LKW: Option für einen umweltverträglichen Güterverkehr?

08.12.2016 | Verkehr Logistik