Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Koordinationsstarke Pinguine

03.06.2011
Kaiserpinguinen gelingt es, bei extremen Temperaturen und orkanartigen Stürmen im antarktischen Winter zu überleben, indem sie sich in dicht gepackten Huddles zusammenschließen.

Doch wie gelangen die Pinguine am Rand eines solchen Huddles in dessen Mitte, um sich aufzuwärmen? Physiker Daniel P. Zitterbart, Doktorand am Lehrstuhl für Physikalisch-Medizinische Technik unter Leitung von Prof. Dr. Ben Fabry an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) fand heraus, dass alle Pinguine innerhalb eines Huddles ihre Bewegungen genau koordinieren und sich in periodischen Wellen gemeinsam bewegen. So wird die Huddlestruktur ständig durchmischt und die kostbare Wärme gerecht verteilt.

Die Ergebnisse wurden nun in der Zeitschrift PLoS ONE veröffentlicht (http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0020260).

Daniel Paranhos Zitterbart hat mehr als ein Jahr lang an der Deutschen Antarktis-Station (Neumayer-Station, Dronning Maud Land) als Mitglied eines 9-köpfigen Überwintererteams als Physiker gearbeitet und sich den langen antarktischen Winter mit einem faszinierenden Forschungsprojekt verkürzt: der Untersuchung des Huddling-Verhaltens von Kaiserpinguinen. Beim Huddling rücken die Tiere sehr dicht zusammen, um sich gegenseitig zu wärmen – bei Temperaturen von -50°C und Windgeschwindigkeiten von 180 km/h ist das überlebensnotwendig. Zitterbart wollte herausfinden, wie die Tiere den Austausch innerhalb des Huddles organisieren, um Pinguinen am Rand die Möglichkeit zum Aufwärmen zu geben und Pinguinen in der Mitte des Huddles den Weg nach außen freizumachen. Das scheinbar unlösbare Problem dabei ist, dass die Pinguine beim Huddeln so dicht gepackt stehen, dass jegliche Bewegung einzelner Tiere verhindert wird.

Um hinter dieses Geheimnis zu kommen, hat Daniel P. Zitterbart seine Spiegelreflexkamera mit einem klimafesten Gehäuse versehen und im Sekundentakt Tausende von Aufnahmen einer Pinguinkolonie geschossen. Mit selbst entwickelter Software hat er anschließend die genaue Position und Bewegungsbahn aller Pinguine in der Kolonie aus den Bildsequenzen extrahiert. Dabei wurde deutlich, dass die Pinguine ihre Position und damit die Struktur des Huddles ständig verändern, indem sie ihre Bewegungen genau koordinieren und sich in periodischen Wellen gemeinsam bewegen. Die dabei entstehenden Bewegungsmuster erinnern an das Kneten von Teig.

In einer Studie, die der Universitätsbund der FAU mit 5.000 Euro unterstützt, entwickelt Daniel P. Zitterbart zurzeit eine fernsteuerbare Pinguin-Beobachtungsstation für den dauerhaften Einsatz in der Antarktis zur Überwachung und zum Schutz dieser stark bedrohten Tiere. Er hat sich auch in weiteren Projekten dem Artenschutz verschrieben. So ist er Initiator einer weltweiten Initiative zur Kartierung der Biodiversität auf unserem Planeten. Anhand einer von ihm entwickelten App können Besitzer von Android-Handys Beobachtungsdaten und Sichtungen von Pflanzen und Tieren in eine öffentliche Datenbank einspeisen. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten des Physikers ist die Entwicklung einer Methode, Wale mit hochauflösender Wärmebildtechnologie automatisch aufzuspüren, um das Risiko einer möglichen Schädigung durch vom Menschen verursachten Unterwasserlärm, wie er bei Rammarbeiten für Windkraftanlagen, der Suche nach Öl unter dem Meeresboden oder militärischen Manövern entsteht, minimieren zu können.

Videos im Internet:
http://lpmt.biomed.uni-erlangen.de/research/21-penguin-huddling-dynamics
Das Paper im Internet:
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0020260
Die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, gegründet 1743, ist mit 29.000 Studierenden, 590 Professorinnen und Professoren sowie 2000 wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte Universität in Nordbayern. Schwerpunkte in Forschung und Lehre liegen an den Schnittstellen von Naturwissenschaften, Technik und Medizin in engem Dialog mit Jura und Theologie sowie den Geistes-, Sozial- und Wirtschaftswissenschaften. Seit Mai 2008 trägt die Universität das Siegel „familiengerechte Hochschule“.
Mehr Informationen:
Daniel Paranhos Zitterbart
Tel.: 09131/85-24037
daniel.p.zitterbart@physik.uni-erlangen.de

Pascale Anja Dannenberg | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-erlangen.de/
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0020260
http://lpmt.biomed.uni-erlangen.de/research/21-penguin-huddling-dynamics

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie