Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wüstenameisen: Gleiches Verhalten im Labor und im Freiland

16.02.2017

Eine Laufkugelapparatur ermöglicht es, die Grundlagen der Navigation von Wüstenameisen detailliert zu erforschen

Die in ausgetrockneten Salzseen lebenden Wüstenameisen sind Modelltiere für Navigationsforschung: Sie können sich auf Futtersuche in ihrer flachen, kargen und lebensfeindlichen Umgebung so orientieren, dass sie jederzeit zum Nest zurückfinden.


Wüstenameise auf der Laufkugelapparatur. Foto: Matthias Wittlinger

Dafür sorgt ihr inneres Navigationssystem: Die Ameisen messen die zurückgelegte Distanz, indem sie erfassen, wie viele Schritte sie gehen, und orientieren sich an der Sonnenposition, deren Änderung im Tagesverlauf sie über ihre innere Uhr einberechnen. Ein Team um Dr. Matthias Wittlinger von der Universität Freiburg hat nun eine Laufkugelapparatur entwickelt, auf der sich die Ameisen nachweislich genauso verhalten wie im Freiland.

„Damit haben wir im Labor nahezu unbegrenzte Möglichkeiten, die Mechanismen und neuronalen Grundlagen der Orientierung im Raum und der Navigation bei unserem Modelltier zu erforschen“, sagt der Biologe. „Wir können die Ameisen einer virtuellen Welt aussetzen, in die wir gezielte Veränderungen einbauen, um zu sehen, wie sie darauf reagieren.“

Die gewonnenen Erkenntnisse sollen unter anderem in die Entwicklung von autonomen Robotersystemen einfließen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Journal of Experimental Biology“ vorgestellt.

Bei der Apparatur läuft die Ameise – vergleichbar mit einem Hamster im Rad – auf einer Kugel. Dies empfindet sie als Laufen im Gelände, obwohl sie sich nicht von der Stelle bewegt. Das Team hat die Apparatur so weiterentwickelt, dass sie der Ameise eine natürliche Körperhaltung, hohe Laufgeschwindigkeiten und schnelle Richtungsänderungen erlaubt.

Darüber hinaus verfügt die Laufkugelapparatur über optische Sensoren, ähnlich wie bei einer Computermaus, mit denen die Wissenschaftler die Laufrichtung und -geschwindigkeit des Tiers genau erfassen.

Bei den Versuchen entfernt sich die Ameise zunächst – im Freiland oder im Labor – etwa zehn Meter von ihrem Nest, wobei sie Informationen über den zurückgelegten Weg speichert. Anschließend setzen die Wissenschaftler sie auf die Laufkugelapparatur. Dort bewegt sie sich exakt so, wie sie im Raum ihr Nest aufsuchen würde: In der Anlaufphase steuert sie zunächst das Nest auf möglichst direktem Weg an.

In der Nähe des Ziels angekommen, gehen sie dann in eine Suchphase über, in der sie gewundene Pfade wählen, um den exakten Ort zu finden. Die Wissenschaftler haben dabei beobachtet, dass die Tiere ihre Laufgeschwindigkeit der jeweiligen Phase anpassen – schnell in der Anlaufphase, langsam in der Suchphase. Der Vergleich des virtuell auf der Kugel zurückgelegten Wegs mit dem, der im Raum erforderlich gewesen wäre, zeigt: Das innere Navigationssystem der Ameisen funktioniert mit hoher Genauigkeit.

Originalveröffentlichung:
Hansjuergen Dahmen, Verena Luisa Wahl, Sarah Elisabeth Pfeffer, Hanspeter Mallot, and Matthias Wittlinger (2017): Naturalistic path integration of Cataglyphis desert ants on an air cushioned light-weight spherical treadmill. In: Journal of Experimental Biology 220/4.

Versuch im Video: Ameise in der Anlaufphase
https://www.youtube.com/watch?v=PztO2h6pMzo

Kontakt:
Dr. Matthias Wittlinger
Institut für Biologie I, Neurobiologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-2667
E-Mail: matthias.wittlinger@biologie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zellen auf Wanderschaft: Falten in der Zellmembran liefern Material für nötige Auswölbungen
23.11.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Neues Verfahren zum Nachweis eines Tumormarkers in bösartigen Lymphomen
23.11.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung