Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Königspinguine bilden glasartige Brutkolonien

09.05.2018

Brutpaare von Königspinguinen verhalten sich wie Moleküle eines erstarrten Glases. Das ist das überraschende Ergebnis einer internationalen Studie von Physikern und Biologen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), die mehrere Jahre lang zwei Brutkolonien beobachtet haben. Die Forscher glauben, dass die Kolonie durch die glasartige Anordnung der Brutpaare schnell und unproblematisch auf äußere Störungen – etwa durch eindringende Robben – reagieren kann.

Königspinguine brüten auf den subantarktischen Inseln, wo sie sich im Sommer zu riesigen Brutkolonien mit mehreren hunderttausend Vögeln zusammenfinden. Im Gegensatz zu den meisten anderen Pinguinarten bauen sie jedoch keine Nester, sondern tragen ihr Ei in einer Bauchfalte. Trotzdem verharrt jedes Paar während der gesamten zweimonatigen Brutzeit an nahezu der gleichen Stelle und verteidigt seinen Brutplatz aggressiv gegen andere Pinguine.


Brutpaare von Königspinguinen verhalten sich wie Moleküle eines erstarrten Glases. Das haben Physiker und Biologen der FAU herausgefunden, die mehrere Jahre lang zwei Brutkolonien beobachtet haben.

Photo by © IPEV, Programs no. 137 and 354

Brutplätze ähneln Wassertropfen

Richard Gerum, Doktorand bei Prof. Dr. Ben Fabry am Lehrstuhl für Biophysik der FAU, hat mit seinen Kollegen und einem internationalen Team von Forschern aus Frankreich, Monaco und den USA die Standorte von mehreren tausend Brutpaaren mit Hilfe von fotografischen Aufnahmen aus einem Helikopter kartiert. Dabei stellten die Forscher fest, dass die Struktur der Brutplätze einer zweidimensionalen Flüssigkeit von Partikeln ähnelt, die wie in einem Wassertropfen von gegenseitigen Anziehungskräften zusammengehalten werden. Jedoch stoßen sie sich ab, wenn sie sich zu nahe kommen.

Ein solches Wechselspiel von anziehenden und abstoßenden Kräften zwischen Teilchen wurde erstmals 1924 vom britischen Physiker John Lennard-Jones vorgestellt. Das Team nutzte dieses physikalische Modell, um die Brutkolonie zu modellieren. Dabei beschreiben die anziehenden Kräfte die Tendenz der Pinguine zur Bildung einer dichten Brutkolonie. Die abstoßenden Kräfte beschreiben den „Pick-Radius“, mit dem die Pinguine ihren Brutplatz verteidigen.

Störungen werden geheilt

Eine Analyse des Modells ergab, dass die Struktur der Brutkolonie der eines erstarrten Glases ähnelt und dadurch ohne nennenswerte Veränderungen wochenlang bestehen bleibt. Voraussetzung ist aber, dass die Kolonie nicht gestört wird. So gelingt es den sich bei der Brut abwechselnden Elterntieren, den Partner einfach wiederzufinden. Störungen der Brutkolonie – etwa durch Robben auf der Suche nach einem sonnigen Rastplatz – werden durch ein lokales Aufschmelzen und Verflüssigen der Struktur schnell „geheilt“ ohne die gesamte Kolonie zu beunruhigen.

Optimaler Zustand

Das Team glaubt, dass dieser glasartige Zustand ein Optimum an Dichte und Flexibilität bietet. Eine weitere Verdichtung durch eine gitterförmige Anordnung der Brutpaare wie in einem Kristall hätte dagegen zur Folge, dass sich lokale Störungen wie ein Riss durch die gesamte Kolonie ausbreiten könnten und nur schwer zu reparieren wären.

*Die Studie ist im „Journal of Physics D: Applied Physics“ erschienen: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6463/aab46b.

Weitere Informationen für die Medien:
Richard Gerum
Tel.: 09131/85-25604
rgerum@biomed.uni-erlangen.de

Prof. Dr. Ben Fabry
09131/85-25610
bfabry@biomed.uni-erlangen.de

Dr. Susanne Langer | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fau.de/

Weitere Berichte zu: Aufschmelzen Brutkolonie Brutplatz Brutplätze Dichte Pinguine

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht CeMM Studie gibt Einblick in die Funktionsweise eines wichtigen Genregulators
01.06.2020 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen
29.05.2020 | Universität Heidelberg

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: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics