Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wüstenameisen: Schritte zählende Navigationskünstler

30.06.2006
Die Hochgeschwindigkeits-Wüstenameisen der Art Cataglyphis fortis gehören zu den faszinierendsten Navigatoren des Tierreiches. Sie orientieren sich mit einem Kompass und einem Entfernungsmesser. Forscher der Universität Zürich haben nun herausgefunden, wie der Entfernungsmesser funktioniert: Die Ameisen zählen ihre Schritte. Die Studie erscheint am 30. Juni 2006 in der renommierten Wissenschaftszeitschrift "Science" (Volume 312, issue 5782).

In den Chotts und Salztonebenen der Sahara gehören die Wüstenameisen der Art Cataglyphis fortis zu den faszinierendsten Navigatoren des Tierreichs. Auf windungsreichen Beutesuchläufen jagen sie oft mehr als hundert Meter weit über strukturloses Wüstengelände, um dann geradlinig auf kürzestem Weg zum Ausgangspunkt zurückzukehren. Auf menschliche Dimensionen übertragen hiesse dies, nach 50 Kilometern Hin- und Herlaufen in der Wüste ohne technische Hilfsmittel in Sekundenschnelle die Richtung und Entfernung zum Startpunkt angeben zu können.


Navigationskünstler Wüstenameise UZH

Für diese Wegintegration benötigen die Wüstenameisen sowohl einen Kompass, um die eingeschlagenen Richtungen, als auch einen Entfernungsmesser (Odometer), um die zurückgelegten Distanzen zu messen. Wie Professor Rüdiger Wehner und seine Mitarbeiter in jahrelangen Arbeiten an ihrer Feldstation in Maharès (Tunesien) und im Zürcher Labor zeigen konnten, bedient sich der Kompass eines für uns Menschen unsichtbaren Lichtphänomens am Himmel, das sich als Polarisationsmuster grossflächig über die ganze Himmelhalbkugel spannt.

Raffinierte Verhaltensversuche

Jetzt ist es einem Team aus Zürcher und Ulmer Biologen gelungen, in raffinierten Verhaltensversuchen auch den Entfernungsmesser aufzuklären. In einer soeben in "Science" erschienenen Arbeit zeigen sie, dass Cataglyphis die Länge zurückgelegter Strecken über die Integration der Schritte misst, die sie beim Lauf ausführt, also gewissermassen Schritte zählt. Der Entfernungsmesser funktioniert demnach als Schrittintegrator.

Dem Doktoranden Matthias Wittlinger ist es gelungen, den Wüstenameisen vor dem Zurücklaufen von einer Futterstelle zum Nest die Beinlänge operativ zu verändern, d.h. die Beine künstlich zu verlängern oder zu verkürzen. Die Folge war, dass die derart manipulierten Tiere die Rücklaufdistanz über- beziehungsweise unterschätzten - und zwar genau um den Betrag, um den die Tiere aufgrund der Manipulation ihrer Beine ihre Schrittlänge verändert hatten. Anhand von Hochfrequenz-Videoaufnahmen liess sich dies unmittelbar beweisen: Tiere mit verlängerten beziehungsweise verkürzten Beinen - "Stelzentiere" bzw. "Stummelbeintiere" - machten entsprechend längere bzw. kürzere Schritte. Der Schrittintegrator-Hypothese zufolge sollte sich dann das Ausmass, um das die manipulierten Tiere ihre Rücklaufdistanz über- oder unterschätzen, aus der operativ bedingten Verlängerung bzw. Verkürzung ihrer Schrittlängen quantitativ voraussagen lassen. Das gelang in der Tat: Die aus den Videoanalysen errechneten Erwartungswerte stimmten mit den beobachteten Rücklaufdistanzen der Tiere verblüffend gut überein.

Bedeutung für technische Navigationssysteme

Als nächstes wollen die Autoren untersuchen, wie die Schrittzahl sinnesphysiologisch gemessen und neurophysiologisch verrechnet wird. Welche Rolle spielen dabei die mechanorezeptorischen Sinnesorgane an und in den Beingelenken sowie die neuronalen motorischen Schrittgeneratoren? Darüber hinaus dürfte der Nachweis eines distanzkodierenden Schrittintegrators nicht nur für die Grundlagenforschung, sondern auch für die Entwicklung technischer Navigationssysteme von Bedeutung sein. Denn Radfahrzeuge und Laufroboter sehen sich in unebenem Gelände ähnlichen Schwierigkeiten der Odometrie ausgesetzt wie die auf schlanken Beinen rennenden Wüstenameisen. Doch die Cataglyphen haben den Forschern schon gezeigt, dass sie mit ihrem Schrittintegrator relativ exakte Navigationsleistungen erbringen können.

Kontakt:
Prof. Dr. Rüdiger Wehner, Zoologisches Institut, Universität Zürich
Tel. +41 44 635 48 31
E-Mail: rwehner@zool.unizh.ch

Beat Müller | idw
Weitere Informationen:
http://www.zool.unizh.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Von Schwefel zu Kohlenstoff
24.01.2017 | Universität Wien

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

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: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie