Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Duftlandschaft in Stereo

09.03.2010
Wüstenameisen können mit ihren Antennen Duftlandkarten erkennen und zur Navigation nutzen

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena haben bei der Wüstenameise Cataglyphis eine neue Orientierungsleistung erforscht.

Bekannt geworden sind die Ameisen bereits durch ihre beeindruckende visuelle Orientierung: Sie nutzen einen Sonnenkompass, kombiniert mit einem Schrittzähler, und sichtbare Landmarken, um nach der Futtersuche ihr Nest zielgenau anzusteuern.

Nachdem das Forscherteam aus Jena kürzlich entdeckte, dass die Ameisen auch ihren Geruchssinn zum Auffinden ihrer Heimat benutzen, brachten weitere Experimente jetzt zum Vorschein, dass die Tiere nicht nur die Quelle eines Duftes ansteuern, sondern sogar die Verteilung verschiedener Düfte in der Nestumgebung - einer Landkarte ähnlich - lernen und zur Navigation einsetzen können. Auch zeigte sich, dass die Tiere für diese Art der Duftnavigation beide Antennen benötigen - sie riechen die Umgebung in Stereo. (Animal Behaviour, online first doi:10.1016/j.anbehav.2010.01.011)

Cataglyphis fortis, die Wüstenameise, ist in den kahlen Salzwüsten Tunesiens heimisch. Um nach der Nahrungssuche den Weg zurück zum Nest zu finden - ein etwa zwei Zentimeter kleines Loch im Wüstenboden - nutzt Cataglyphis verschiedene Navigationssysteme: einen Sonnenkompass, einen Wegstreckenintegrator (die Ameise zählt dabei quasi ihre Schritte) und die visuelle Erkennung von Landmarken. Dass darüber hinaus auch lokale Düfte eine Rolle bei der Orientierung des Insekts spielen, war kürzlich von Kathrin Steck, Bill Hansson und Markus Knaden, Neuroethologen am Max Planck Institut für chemische Ökologie in Jena, gezeigt worden (Frontiers in Zoology, 2009, Vol. 6 No. 5): Ameisen können lernen, einen Duft mit ihrem Nest zu assoziieren und sogar von anderen Düften zu unterscheiden. Können die Tiere aber auch Duftmuster wiedererkennen, die sich ergeben, wenn sich mehrere verschiedene Duftstoffe an verschiedenen Positionen in der Nähe ihres Nestes befinden? Und sollte dies der Fall sein, nutzen sie dann zur Orientierung ihre beiden Antennen als Stereoempfänger - so wie zwei Augen oder zwei Ohren eine räumliche Empfindung ermöglichen?

"Wir haben letztlich zwei Schlüsselexperimente gemacht", so Kathrin Steck, Doktorandin am Institut. "Zuerst haben wir am Nesteingang vier Duftpunkte gesetzt mit den Stoffen Methylsalicylat, Decanal, Nonanal und Indol und darauf die Tiere trainiert. Wurden diese vier Duftpunkte in derselben Anordnung vom Nest weg und woanders hin verschoben, steuerten die Tiere die Duftpunkte erneut an, obwohl sich das Nest dort gar nicht befand. Vertauschten wir aber die vier Duftpunkte in ihrer Position zueinander, waren die Tiere verwirrt." Damit lag die Vermutung nahe, dass die Ameisen nicht eindimensional "denken" - also einen spezifischen Duft mit dem Nest assoziieren - sondern mehrdimensional eine Art Landschaft aus Düften mit dem Nest in Verbindung bringen können. Die aus den vier Stoffen bestehende Duftlandschaft haben die Wissenschaftler mit Hilfe einer besonderen Messtechnik während der Verhaltensexperimente mit verfolgt. Sie verwendeten einen speziellen Photoionisationsdetektor, mit dem sie die Verteilung der Duftstoffe in Raum und Zeit feststellen konnten.

Eine räumliche Vorstellung kann am einfachsten erlangt werden, wenn, wie beim Sehen, zwei getrennte Wahrnehmungsorgane verfügbar sind. Dies wären in diesem Falle die beiden Antennen der Ameisen. "Damit lag das zweite Schlüsselexperiment nahe: Wir testeten Ameisen, die nur über eine Antenne verfügten", so Markus Knaden, Leiter der Studie. Tatsächlich konnten sich die Tiere, die auf Duftlandschaften trainiert wurden, aber nur noch eine Antenne besaßen, nicht mehr orientieren.

Stereoriechen bei Tieren ist schon länger bekannt - man ist sich sicher, dass Ratten und auch der Mensch dies können. Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass auch Ameisen über diese Wahrnehmung verfügen, aber nicht nur das: "Wir haben in unseren Experimenten nachgewiesen, dass die Wüstenameisen das Stereoriechen erfolgreich für ihre Navigation in der Wüste einsetzen können", so Bill Hansson, Direktor am Institut. [JWK]

Originalveröffentlichung:
Kathrin Steck, Markus Knaden, Bill S. Hansson: Do desert ants smell the scenery in stereo? Animal Behaviour, online first (doi:10.1016/j.anbehav.2010.01.011).
Kontakt:
Prof. Dr. Bill S. Hansson, MPI für chemische Ökologie, Tel.: 03641 / 57-1400, hansson@ice.mpg.de
Dr. Markus Knaden, MPI für chemische Ökologie, Tel.: 03641 / 57-1421, mknaden@ice.mpg.de

Dipl. Biol. Kathrin Steck; MPI für chemische Ökologie, Tel.: 03641 / 57-1466, ksteck@ice.mpg.de

Bildmaterial:
Angela Overmeyer M.A., MPI für chemische Ökologie, Tel.: 03641 / 57-2110, overmeyer@ice.mpg.de

Dr. Jan-Wolfhard Kellmann | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ice.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen
20.09.2017 | Veterinärmedizinische Universität Wien

nachricht Molekulare Kraftmesser
20.09.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik