Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verkehrsregeln für Fischschwärme

09.12.2011
Mit hochauflösenden Zeitlupenkameras fanden Wissenschaftler heraus, wie Fische in Schwärmen ihre Bewegungen koordinieren. Die Tiere schätzen dabei den Abstand zu Nachbarfischen ein und nähern oder entfernen sich reflexartig. Moskitofischen genügt es sogar, einen einzelnen Artgenossen im Blick zu behalten.

Etwa 60 Prozent aller Fischarten bilden dann und wann größere Gruppen von Individuen. Dies hat für die Tiere eine Reihe von Vorteilen, sie finden im Schwarm beispielsweise schneller Nahrung oder können sich effizienter gegen Raubtiere verteidigen.

Dass die Bewegungen aller Fische scheinbar synchronisiert sind, sei allerdings keine Selbstverständlichkeit, sagt Ashley Ward vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). Ward hat gemeinsam mit schwedischen und australischen Kollegen die Bewegungsmuster von Moskitofischen (Gambusia holbrooki) analysiert und grundlegende Regeln dafür identifiziert, wie sie ihre Bewegungen im Schwarm koordinieren.

„Wir stellten fest, dass die Fische einen Idealabstand zu ihren Artgenossen haben und dementsprechend näher kommen, wenn die Distanz zu groß ist und zurückweichen, wenn sie zu klein ist. Wir nennen den Idealabstand zone of alignment, also Anpassungs- oder Ausrichtungszone.“

Ward und seine Kollegen formulierten daher zwei einfache Prinzipien: Die Annäherung ist wichtig für den Zusammenhalt der Gruppe und funktioniert wie ein virtuelles Gummiband, das die Fische zusammenhält. Die Abstoßung hingegen ist ein Impuls, der vom Individuum selbst ausgeht. Als dritte Regel fanden die Forscher heraus, dass die Moskitofische nur auf ihren direkten Nachbarn reagieren und andere Individuen im Schwarm nicht im Blick haben. Dies unterscheidet die Fische beispielsweise von Tauben, bei denen nachgewiesen wurde, dass sie bis zu sieben weitere Vögel verfolgen können.

Wenn sich ein Fischschwarm fortbewegt, folgen alle Individuen einem Anführer, indem sie versuchen, innerhalb der zone of alignment zu schwimmen. Um die anderen Fische zu lokalisieren, nutzen sie vor allem den Sehsinn und die empfindliche Seitenlinie, die Druckveränderungen registriert. „Sie können aber nur verzögert reagieren, wenn ein Nachbar die Richtung oder die Geschwindigkeit ändert“, erklärt Ward. „Dadurch werden Bewegungsimpulse wellenartig durch den Schwarm weitergegeben, immer und überall kommen sich Fische zu nahe oder entfernen sich zu weit voneinander.“ Diese Wellen sind für das bloße Auge kaum zu erkennen, nur mit Hilfe einer hochauflösenden Zeitlupenkamera konnten die Wissenschaftler die Bewegungsmuster nachweisen. „Die Abläufe sind durchaus vergleichbar mit dichtem Verkehr auf einer Straße. Die Autofahrer achten immer auf den Sicherheitsabstand und müssen bremsen oder beschleunigen, um ihn einzuhalten.“

Dieses einfache Konzept war für die Wissenschaftler sehr aufwändig zu messen. Erst seit kurzem sind Softwareprogramme in der Lage, in einem Video mehrere gleich aussehende Individuen zu identifizieren und zu verfolgen. An kritischen Stellen, etwa wenn zwei Fische in der Sichtachse der Kamera kreuzten, mussten Ward und seine Kollegen manuell nachhelfen. Insgesamt acht Monate dauerte die Aufarbeitung der Aufnahmen des circa 75 mal 75 Zentimeter großen Beckens mit 2 bis 16 Moskitofischen. Ihre Erkenntnisse lassen sich auch auf andere Fischarten übertragen, so Ward. Sogar Säugetiere und andere Wirbeltiere, die Gruppen bilden, würden wahrscheinlich diesen Regeln folgen.

Originalarbeit erschienen im PNAS am 15.11.2011, doi: 10.1073/pnas.1109355108

Kontakt:
Nadja Neumann
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 301,12587 Berlin, Email: nadja.neumann@igb-berlin.de
(030) 64181631

Jan Zwilling | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff
17.07.2018 | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

nachricht Künstliche neuronale Netze helfen, das Gehirn zu kartieren
17.07.2018 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

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

Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umweltressourcen nachhaltig nutzen

17.07.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Textilien 4.0: Smarte Kleidung und Wearables als Innovation

17.07.2018 | Innovative Produkte

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