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Schwarmintelligenz & Schwarmverhalten: Difference between revisions
Schwarmintelligenz & Schwarmverhalten (view source)
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, 7 February→Warum schwärmen Tiere?
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=== Wo kommt Schwarmintellegenz in der Natur vor? === | === Wo kommt Schwarmintellegenz in der Natur vor? === | ||
Ein bekanntes Beispiel ist das Schwarmverhalten von Vögeln, z.B. Schwärme von Staren, die ohne zentrale Steuerung komplexe Flugmanöver durchführen. Ähnlich funktionieren Fischschwärme, Insektenschwärme und die Herden vieler Säugetiere. | |||
Es gibt auch Untersuchungen zu Schwarmintellegenz beim Menschen, allerdings wird es darum in diesem Artikel nicht gehen, | |||
Aber auch der Nestbau oder die Koordination der Nahrungssuche bei sozialen Insekten wie Bienen oder Termiten wird als Schwarmverhalten bezeichnet. | Aber auch der Nestbau oder die Koordination der Nahrungssuche bei sozialen Insekten wie Bienen oder Termiten wird als Schwarmverhalten bezeichnet. | ||
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=== Warum schwärmen Tiere? === | === Warum schwärmen Tiere? === | ||
Schwarmverhalten in der Tierwelt hat je nach Art verschiedene evolutionäre Vorteile, die dazu beitragen, das Überleben und die Effizienz der Individuen zu verbessern: | |||
* Schutz vor Raubtieren | |||
* Verbesserte Nahrungsbeschaffung | |||
* Erleichterte Navigation | |||
* Fortpflanzungsvorteile | |||
* Energieeinsparung bei der Fortbewegung | |||
* Verteidigungsmechanismus | |||
Dazu gibt es auch ein gutes Video von Ted-Ed: | Dazu gibt es auch ein gutes Video von Ted-Ed: | ||
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Das Schwarmverhalten von Vögeln, Fischen, Herden und Insekten wird im Englischen als „flocking” bezeichnet und ist wahrscheinlich das erste, woran man denkt, wenn man an einen Schwarm denkt. Solche Schwärme zeigen eine Reihe gemeinsamer Verhaltensweisen: Die Tiere bleiben dicht beieinander, kollidieren aber nicht. Sie ändern ihre Richtung fließend, als wären sie ein einziger Organismus, können aber auch enge Hindernisse passieren. | Das Schwarmverhalten von Vögeln, Fischen, Herden und Insekten wird im Englischen als „flocking” bezeichnet und ist wahrscheinlich das erste, woran man denkt, wenn man an einen Schwarm denkt. Solche Schwärme zeigen eine Reihe gemeinsamer Verhaltensweisen: Die Tiere bleiben dicht beieinander, kollidieren aber nicht. Sie ändern ihre Richtung fließend, als wären sie ein einziger Organismus, können aber auch enge Hindernisse passieren. | ||
=== Wie funktionierts? === | |||
Lange Zeit war unklar, wie sich die Tiere koordiniert bewegen können, ohne zu kollidieren. Frühe wissenschaftliche Vermutungen gingen sogar von Telepathie aus. | Lange Zeit war unklar, wie sich die Tiere koordiniert bewegen können, ohne zu kollidieren. Frühe wissenschaftliche Vermutungen gingen sogar von Telepathie aus. | ||
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Falls noch Interesse mehr an den verschiedenen Modellen besteht und grundlegende Französischkenntnisse vorhanden sind, empfehle ich dieses Video: [https://www.youtube.com/watch?v=Ch7VxxTBe1c] | Falls noch Interesse mehr an den verschiedenen Modellen besteht und grundlegende Französischkenntnisse vorhanden sind, empfehle ich dieses Video: [https://www.youtube.com/watch?v=Ch7VxxTBe1c] | ||
=== V-Form === | |||
Eine Variante dieses allgemeinen “Flockings” ist die bei Vögeln häufig zu beobachtende V-Anordnung. Diese hat den Vorteil, dass sich jeder Vogel auf einen anderen Vogel bezieht und somit jedes Mitglied des Schwarmes im Auge behalten werden kann. Außerdem können die Vögel durch die Verringerung des Luftwiderstands in der V-Form länger ohne Pause fliegen. | Eine Variante dieses allgemeinen “Flockings” ist die bei Vögeln häufig zu beobachtende V-Anordnung. Diese hat den Vorteil, dass sich jeder Vogel auf einen anderen Vogel bezieht und somit jedes Mitglied des Schwarmes im Auge behalten werden kann. Außerdem können die Vögel durch die Verringerung des Luftwiderstands in der V-Form länger ohne Pause fliegen. | ||
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== Wegfindung der Ameisen == | == Wegfindung der Ameisen == | ||
Die Ameisen finden kollektiv den besten Weg zu einer Futterstelle, indem sie in ihrer Umgebung Pheromone (chemische Signale) hinterlassen und indem sie zum Teil den Pheromonen folgen, die von anderen Ameisen hinterlassen wurden. | Die Ameisen finden kollektiv den besten Weg zu einer Futterstelle, indem sie in ihrer Umgebung Pheromone (chemische Signale) hinterlassen und indem sie zum Teil den Pheromonen folgen, die von anderen Ameisen hinterlassen wurden. | ||
=== Stigmerie === | |||
[[File:00 2444 Australien Litchfield-Nationalpark.jpg|thumb|208x208px|<nowiki>Termitenbau | W. Bulach, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons</nowiki>]] | [[File:00 2444 Australien Litchfield-Nationalpark.jpg|thumb|208x208px|<nowiki>Termitenbau | W. Bulach, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons</nowiki>]] | ||
Diese indirekte Kommunikation wird als Stigmerie bezeichnet. Durch die Stigmerie wird der Boden für die Ameise also zu einer Art Notizblatt, zu einer Struktur, die beschrieben und gelesen wird. Dies ist auch bei anderen Schwarmverhaltensweisen der Fall, z.B. beim Nestbau der Termiten, wo die bereits vorhandene Neststruktur selbst die Termitenarbeiter so stimuliert, dass diese korrekt an ihr weiterbauen | Diese indirekte Kommunikation wird als Stigmerie bezeichnet. Durch die Stigmerie wird der Boden für die Ameise also zu einer Art Notizblatt, zu einer Struktur, die beschrieben und gelesen wird. Dies ist auch bei anderen Schwarmverhaltensweisen der Fall, z.B. beim Nestbau der Termiten, wo die bereits vorhandene Neststruktur selbst die Termitenarbeiter so stimuliert, dass diese korrekt an ihr weiterbauen | ||
=== Wie funktionierts? === | |||
[[File:Aco branches.svg.png|thumb|<nowiki>Wegfindung der Ameisen dank Pheromonen | Johann Dréo (User:Nojhan), CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons</nowiki>]] | [[File:Aco branches.svg.png|thumb|<nowiki>Wegfindung der Ameisen dank Pheromonen | Johann Dréo (User:Nojhan), CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons</nowiki>]] | ||
Die Nahrungssuche der Ameisen beginnt damit, dass die Ameisen vom Nest aus in zufällige Richtungen laufen. Wenn sie Futter finden, bringen sie es direkt zum Nest zurück. Beim Laufen hinterlassen die Ameisen flüchtige Pheromone. Wenn die Ameisen das Futter gefunden haben und auf dem gleichen Weg zum Nest zurückgekehrt sind, ist der Pheromonpfad so stark, dass neue Ameisen nun diesen Weg bevorzugen, um ebenfalls zur Futterquelle zu gelangen. Dabei hinterlassen sie wieder Pheromone und halten so die Pheromonmarkierung stark und frisch. So entsteht eine positive Rückkopplung. Da die Wege der Ameisen trotzdem bis zu einem gewissen Grad zufällig bleiben, wird der Weg weiter optimiert. Bei einigen Ameisenarten bildet sich sogar eine koordinierte, dichte, 3-spurige „Futterautobahn“. Auch hier kommen die Prinzipien der Schwarmbildung zum Tragen, um Kollisionen zu vermeiden. | Die Nahrungssuche der Ameisen beginnt damit, dass die Ameisen vom Nest aus in zufällige Richtungen laufen. Wenn sie Futter finden, bringen sie es direkt zum Nest zurück. Beim Laufen hinterlassen die Ameisen flüchtige Pheromone. Wenn die Ameisen das Futter gefunden haben und auf dem gleichen Weg zum Nest zurückgekehrt sind, ist der Pheromonpfad so stark, dass neue Ameisen nun diesen Weg bevorzugen, um ebenfalls zur Futterquelle zu gelangen. Dabei hinterlassen sie wieder Pheromone und halten so die Pheromonmarkierung stark und frisch. So entsteht eine positive Rückkopplung. Da die Wege der Ameisen trotzdem bis zu einem gewissen Grad zufällig bleiben, wird der Weg weiter optimiert. Bei einigen Ameisenarten bildet sich sogar eine koordinierte, dichte, 3-spurige „Futterautobahn“. Auch hier kommen die Prinzipien der Schwarmbildung zum Tragen, um Kollisionen zu vermeiden. | ||
