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Navigation der Biene Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen Marco Block 1.

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Präsentation zum Thema: "Navigation der Biene Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen Marco Block 1."—  Präsentation transkript:

1 Navigation der Biene Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen Marco Block 1

2 Ziel des Vortrags Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen Wie navigieren Bienen? - Orientierung nach Polarisationsmuster des Himmels - Biene besitzt Ultraviolett-Rezeptoren Was ist polarisiertes Himmelslicht? natürlich: keine Schwingungsebene wird bevorzugt nach Atmosphäreneintritt: - ein gewisser Teil wird polarisiert - anhand der Schwingung ist Sonnenstand zurückschließbar 2

3 Ziel des Vortrags Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 3 2. Wie navigieren Bienen? - Orientierung nach Polarisationsmuster des Himmels - Biene besitzt Ultraviolett-Rezeptoren 1. Was ist polarisiertes Himmelslicht? natürlich: keine Schwingungsebene wird bevorzugt nach Atmosphäreneintritt: - ein gewisser Teil wird polarisiert - anhand der Schwingung ist Sonnenstand zurückschließbar

4 Licht: Welle oder Teilchen? Licht - Wellentheorie (Dualitätsprinzip: da auch Teilcheneigenschaften) Lichtteilchen (Lichtquant, Photon, Physik: Korpuskel) Lichtgeschwindigkeit c  km/s - beide Theorien lassen sich beweisen - Heisenbergsche Unschärferelation Zustand des Teilchens nicht ganz bestimmbar (Zeit/Ort) => Quantentheorie 4 Lichtbrechung und Lichtreflexion Seminar: Verhalten und Orientierung der BienenSommersemester 2002

5 Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 5 Himmelsmuster Sonnenstand Höhenkreis ???

6 Polarisiertes Licht Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen Wie entsteht polarisiertes Licht? - nach Eintritt in die Atmosphäre (Brechung) - durch Reflexion an der Wasseroberfläche (Spiegel) - dieses teilweise oder manchmal vollständig Künstliche Herstellung? 6 Prinzip: nur eine Schwingungsrichtung wird durchgelassen - Sonnensteine der Wikinger (Cordierit vor 1000 Jahren) - Nicolsches Prisma - Polarisationsfilter Entdeckung durch Erasmus Bartholinus (dän. Gelehrter) †

7 Ziel des Vortrags Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 7 2. Wie navigieren Bienen? - Orientierung nach Polarisationsmuster des Himmels - Biene besitzt Ultraviolett-Rezeptoren 1. Was ist polarisiertes Himmelslicht? - eine Schwingungsebene - systematische Polarisation des Himmels - ein freier Himmelsfleck reicht zur Bestimmung 

8 Ziel des Vortrags Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 8 2. Wie navigieren Bienen? - Orientierung nach Polarisationsmuster des Himmels - Biene besitzt Ultraviolett-Rezeptoren 1. Was ist polarisiertes Himmelslicht?  - eine Schwingungsebene - systematische Polarisation des Himmels - ein freier Himmelsfleck reicht zur Bestimmung

9 Komplexauge der Biene Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 9 Ommatidium Anzahl: 5500

10 Einzelauge der Biene Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen Rezeptoren 4*grün (3,4,7,8) 2*blau (2,6) 2*ultraviolett (1,5) - 180º Drehung der Rezeptoren - im unteren Bereich kommt 9ter Ultraviolettrezeptor dazu

11 Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 11 Polarisationsempfinden der Biene Mikrovilli Sehfarbstoff (Rhodopsin)

12 Sternfolienmodell Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 12 - Polarisationsfilter werden kreisförmig angeordnet - zweckmäßig für zahlreiche Versuche

13 Nachweis zur Wahrnehmung Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 13 1.Ist es sicher, dass Bienen das polarisierte Licht wahrnehmen und sich daran orientieren? ja, einfacher Nachweis: Drehung um 35º Vortrag: Bienentanz Praktikum!

14 Modellqualität Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 14 2.Gilt für den Mechanismus der Wahrnehmung unser Sternfolienmodell? nein, - grundsätzlich, gute Erklärung - benachbarte Sinneszellen sind gleich ausgerichtet - Sternfolie müsste 4 strahlig sein

15 neue Modellierung Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 15 Rezeptoren für grün und blau polarisationsintensive Rezeptoren  polarisationssensitive Rezeptoren

16 Orientierung am Himmelsmuster Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen 16 Beobachter Zenit linear polarisiertes Licht steht senkrecht zu jedem Grosskreis der Sonne Polarisation dreht sich um 75º auf einem Höhenkreis Höhenkreis A und A` haben die gleiche Schwingungsrichtung Biene kann das aber durch Grad, Intensität und Farbe eindeutig unterscheiden

17 Ziel des Vortrags Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen Wie navigieren Bienen? 1. Was ist polarisiertes Himmelslicht?   3. Verfügen alle Insekten über diese Orientierungsform? vermutlicherweise ja, - eingehender untersucht wurden Ameisen und Bienen - aus Plausibilitätsgründen und ähnlichem Aufbau => ja

18 Literatur Sommersemester 2002Seminar: Verhalten und Orientierung der Bienen  von Frisch: Aus dem Leben der Biene. Springer, 1993  Barth: Biologie einer Begegnung. DVA, 1982  Waloschek: Wörterbuch Physik. dtv, 1998  Gerthsen: Physik. Springer, 1963  Wehner: „Wie navigieren Insekten?“, Umschauartikel, 1975  Wehner: „Polarized-Light Navigation By Insects“, Scientific American Artikel, 1976 und das Internet 18


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