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Systemstabilität Ameisen, PI Nr. 41/2021

Systemstabilität Ameisen, PI Nr. 41/2021
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Was uns Ameisen über Systemstabilität lehren

Wanderameisen organisieren sich kollektiv zu komplexen, anpassungsfähigen Strukturen, ohne dabei kommunizieren zu müssen – Studie der Universität Konstanz und des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie

Eine neue Art von Kollektivverhalten bei Ameisen wurde von einem internationalen Forschungsteam unter Leitung von Wissenschaftlern der Universität Konstanz und des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie entdeckt. Ameisen errichten aus ihren eigenen Körpern sogenannte „ Gerüste“ (engl. „scaffolds“), um Oberflächen mit starker Neigung zu überqueren und dabei den Verkehrsfluss auf geneigten Flächen zu gewährleisten. Diese Gerüste entstehen nicht durch Kommunikation auf Ebene der Gruppe, sondern sind das Ergebnis der Wahrnehmungen und Entscheidungen einzelner Ameisen. Sie ermöglichen jedoch der Kolonie als Ganzes, sich dynamisch an unvorhersehbare Umweltbedingungen anzupassen.

Lesen Sie den ausführlichen Artikel im Online-Magazin campus.kn und erfahren Sie mehr darüber, wie der Gerüstbau bei Ameisen im Detail abläuft und warum das beobachtete Kollektivverhalten als Inspiration für menschgemachte Systeme dienen könnte – von autonomen Fahrzeugen bis hin zu zukünftigen Formen flexibler Infrastrukturen:

https://www.campus.uni-konstanz.de/wissenschaft/was-uns-ameisen-ueber-systemstabilitaet-lehren

Faktenübersicht:

  • Originalpublikation: Matthew J. Lutz, Chris R. Reid, Christopher J. Lustri, Albert B. Kao, Simon Garnier, and Iain D. Couzin (2021) „Individual error correction drives responsive self-assembly of army ant scaffolds“, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.2013741118
  • Ameisen der Art Eciton burchellii organisieren sich selbst zu temporären Stützstrukturen, die als „Gerüste“ bezeichnet werden, um Verkehrsstörungen und den Verlust von Beuteressourcen beim Überqueren geneigter Oberflächen zu vermeiden.
  • Die Forschungsdaten deuten darauf hin, dass das Kollektivverhalten durch das Handeln einzelner Tiere gesteuert wird, ohne dass eine komplexe Kommunikation auf Gruppenebene erforderlich ist.
  • Der vorgeschlagene Mechanismus könnte als Blaupause für robuste und dennoch flexible technische Systeme dienen, die ähnliche Formen einer verteilten, dezentralen Kontrolle nutzen.
  • Die Forschungsarbeiten fanden unter der Leitung des Biologen Prof. Dr. Iain Couzin, einer der Sprecher des Exzellenzclusters „Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour“ an der Universität Konstanz und Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie, sowie von Matthew Lutz, Postdoc in Couzins Labor, statt.
  • Gefördert durch: National Science Foundation (NSF; US), Office of Naval Research (ONR, US), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Deutschland) im Rahmen der deutschen Exzellenzstrategie (EXC 2117; „Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour“), Max-Planck-Gesellschaft (MPG, Deutschland), Australian Research Council (ARC, Australien), Santa Fe Institute (US), und Princeton University (US).

Hinweis an die Redaktionen:

Ein Video und Fotos können im Folgenden heruntergeladen werden:

Bild 1:

https://cms.uni-konstanz.de/fileadmin/pi/fileserver/2021_EXTRA/learning_about_system_stability_from_ants_image_james_herndon.JPG

Bildunterschrift: Die Wanderameise Eciton burchellii.

Bld: James Herndon

Bild 2:

https://cms.uni-konstanz.de/fileadmin/pi/fileserver/2021_EXTRA/learning_about_system_stability_from_ants_image_matthew_lutz.jpg

Bildunterschrift: Eciton Wandermeisen errichten aus ihren eigenen Körpern sogenannte „Gerüste“ (engl. „scaffolds“), um Oberflächen mit starker Neigung zu überqueren und dabei den Verkehrsfluss auf geneigten Flächen zu gewährleisten.

Bilder: Matthew Lutz

Video:

https://cms.uni-konstanz.de/fileadmin/pi/fileserver/2021_EXTRA/learning_about_system_stability_from_ants_image_matthew_lutz_video_matthew_lutz_chris_reid_simon_garnier_and_iain_couzin.mp4

Bildunterschrift: Zeitrafferaufnahme der Gerüstbildung bei zwei verschiedenen Neigungswinkeln (oben: 50°, unten: 90°).

Bild: Matthew Lutz, Chris Reid, Simon Garnier und Iain Couzin

Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: + 49 7531 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de

- uni.kn

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