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 Entzündung weckt Schläfer
29.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Rostocker Forscher wollen Glyphosat „entzaubern“
29.03.2017 | Universität Rostock

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: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten