Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

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chris1994
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#1 Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von chris1994 » 11. Februar 2011, 19:29

[font=Arial]Hallo Zusammen[/font]


[font=Arial]Gestern habe ich mir nach einer Diskussion über die Rotsichtigkeit von Ameisen, Gedanken zur Farbensichtigkeit von Ameisen gemacht. Ich bin auf folgendes gestossen:[/font]

[font=Arial]Hier erst mal ein Wikipediaartikel über die allgemeine Farbsichtigkeit :[/font]

[font=Arial]http://de.wikipedia.org/wiki/Farbwahrnehmung#Farbwahrnehmung_im_Tierreich[/font]


[font=Arial]In einem weiteren Artikel wird geschrieben, dass Ameisen über ein Vierfarbensystem verfügen (der Mensch nur über ein Dreifarbensystem) und so ein ziemlich breites Farbspektrum sehen:[/font]

[font=Arial]http://resources.metapress.com/pdf-preview.axd?code=m283764373184870&size=largest[/font]


[font=Arial]Hier noch ein Artikel über die Farbwahrnehmung von Honigbienen.[/font]

[font=Arial]http://www.farbimpulse.de/UV-statt-Rot-Wie-Honigbienen-Farben-sehen.169.0.html[/font]


[font=Arial]Hier ein Artikel von Wikipedia zum Komplexauge:[/font]

[font=Arial]http://de.wikipedia.org/wiki/Facettenauge[/font]


[font=Arial]Darin steht, dass die Empfindlichkeit stark abnimmt, je mehr Facetten das Auge hat, was dann wiederum heiss, dass die weiter unten genannten Arten mit hoher Auflösung eine schlechte Empfindlichkeit haben, was dann meiner Meinung nach auch nicht vorteilhaft ist. Auch wird geschrieben, dass die Auflösung im ganzen Blickfeld gleich ist und ein grosser Blickwinkel gegeben ist. Im Vergleich beim Menschen ist das beste Auflösungsvermögen auf die Bildmitte konzentriert.[/font]


[font=Arial]Im Seifert steht dazu:[/font]

[font=Arial]"Die an den Kopfseiten gelegenes Komplexaugen sind bei verschiedenen Gattungen sehrunterschiedlich stark ausgebildet. Bei Arbeiterinnen von Solenopsis, Ponera oder Stenamma bestehen sie nur aus 3-15 Ommatiedien (Facetten). So winzige Augen sind nur zur Wahrnehmung von Bewegungen und Helligkeitsunterschieden geeignet. Bei Arbeiterinnen von Formica oder Cataglyphis bestehen sie dagegen aus 500-1300 Ommatidien. Das erlaubt die Wahrnehmung von komplexen Konturbildern ..."[/font]

[font=Arial]Dazu ist mir eingefallen, dass wenn Ameisen auf ca. einem Quadratmillimeter 500-1300 Facetten haben, muss die Auflösung ja fantastisch sein, wenn man bedenkt, dass ein Bildschirm ca. 3-10 Pixel auf dieser Fläche hat. [/font]
Da stellt sich mir die Frage, ob Ameisen wirklich so toll aufgelöst und farbig sehen oder ob sie mit ihren ca. 200000 Hirnzellen (Quelle: Welt der Wunder Heft) nicht in der Lage sind die Informationen ganz auszuwerten.

Zur Sichtweite habe ich bis jetzt noch nichts gefunden, aber ich weiss aus Haltungsberichten und eigener Erfahrung, dass es immer wieder vorkommt, dass wenn man sich einer Ameise nähert, sie einen auf ca. eine halben Meter "sieht/wahrnimmt" und hektisch reagiert und flüchtet.

Wenn jemand dazu etwas weiss währe ich sehr glücklich über weitere Infos.


[font=Arial]Was mich auch noch interessiert hat, war die Aussage:[/font]
[font=Arial]Bei vielen Insekten werden die Facettenaugen in ihrer Funktion noch unterstützt durch drei punktförmige Lichtsinnesorgane, sogenannte Ocellen - diese dienen jedoch vor allem dem Nachstellen der inneren Uhr.[/font]



MFG Christian



Malli
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#2 AW: Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von Malli » 12. Februar 2011, 11:28

Interessane Artikel.

Ein par gedanken dazu:

500-1300 Facetten pro mm² das ist zwar viel wenn man es mit einem Display vergleicht, wenn diese 500-1300 Facetten für das ganze Blickfeld reichen müssen ist es wenig.

Stell dir vor das ganze Blickfeld eines Auges müsste auf 36 X 36 (=1300) Pixel. Das ist eigentlich eine echt miese Auflösung.

Was die Weitsichtigkeit betrifft... Weitsichtigkeit ist doch die Unfähigkeit nah zu sehen? Sichtweite passt villeicht besser?
Bei meinen Harpegnathos saltator hatte ich auch den Eindruck sie reagieren schon ab einem halben Meter Entfernung auf Bewegung und beobachten diese. Sie haben aber auch riesige Augen!

Grüße



Gast
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#3 AW: Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von Gast » 12. Februar 2011, 12:24

[font=Times New Roman]Hallo chris1994,[/font]

[font=Times New Roman]Wie schon die von Dir verlinken Seiten zeigen, ist das Ganze nicht einfach, insbesondere hinsichtlich der Farbtüchtigkeit.[/font]
[font=Times New Roman]Ich habe mal eine Arbeit aus jüngerer Zeit (Cammaerts 2007) herausgesucht. Sie befasst sich zwar mit Myrmica sabuleti, berücksichtigt aber so ziemlich alles, was man bis dahin über das Farbsehen von Ameisen wusste oder annahm. Ein ganz wichtiger Gesichtspunkt dabei ist offenbar auch die Lichtstärke. [/font]

[font=Times New Roman]Ich habe zwei wichtige Abschnitte der Diskussion herauskopiert. Ganz am Ende dieses Posts ist eine deutsche Zusammenfassung. Aber es lohnt sich, auch den Link zum Volltext anzuklicken: Man kann, auch mit geringeren Englisch-Kenntnissen, ermessen, wie aufwändig die ganze Untersuchung ist! (M.-C. Cammaerts ist mir als äußerst sorgfältige und selbstkritische Forscherin bekannt).[/font]

[font=Times New Roman]Für die Haltungspraxis, ob für Lasius niger oder Harpegnathos sp., ist die Untersuchung ebenso wie die von Depickière & al. (2004) ziemlich ohne Bedeutung: Die Faustregel, wonach die Ameisen unter einer hinreichend dicht rot gefärbten Folie sich ruhiger verhalten als im normalen Licht, gilt allemal. Je dunkler, desto mehr gleichen die Verhältnisse im Kunstnest denen im natürlichen Nest, wo es üblicherweise eben finster ist. Rote Folie ist ein Kompromiss zwischen den Bedürfnissen der Ameisen (Dunkelheit im Nest) und denen des Halters, der trotzdem noch etwas sehen möchte.[/font]

[font=Times New Roman]Hier die Arbeit:[/font]

[font=Times New Roman]Marie-Claire Cammaerts. 2007. Colour vision in the ant Myrmica sabuleti Meinert, 1861 (Hymenoptera: Formicidae). Myrmecological News 10: 41-50 http://myrmecologicalnews.org/cms/images/pdf/volume10/mn10_41-50_non-printable.pdf[/font]

[font=Times New Roman]… The present study analysed the visual perception of colours by workers of the ant M. sabuleti. These ants are able to distinguish different colours from one another and to distinguish colours from greys. At 10,000 lux, they are slightly sensitive to red, sensitive to green and violet, and very sensitive to yellow and blue. At 600 lux, they are no longer sensitive to red, yet sensitive to yellow and blue, and very sensitive to green and violet. Moreover, they can see objects under UV light. They are thus differently sensitive to the different wavelengths of visible (for humans) light and are sensitive to UV light. Their spectral sensitivity shifts towards shorter wavelengths in response to decreasing light intensity.[/font]

[font=Times New Roman]…It is commonly assumed that ants are blind to the colour red, an assumption based on early (LUBBOCK 1882, FIELDE 1904) and more recent studies. Among the latter, MARAK & WOLKEN (1965) found that Solenopsis saevissima (SMITH, 1855) has a spectral sensitivity ranging from below 350 nm to 650 nm, while MEYER & DOMANICO (1999) showed that Cataglyphis bicolor see wavelengths from 350 nm to 510 nm. Accordingly, these two species cannot see red. More recently, however, DEPICKÈRE & al. (2004) showed that aggregated workers of Lasius niger (LINNAEUS, 1758) dispersed when red light was switched on: the brood-tenders then re-aggregated as usual, whereas foragers only gathered in small, unstable clusters. The authors thus deduced some sensitivity of workers to red light. In doing so, they did not want to investigate if the found sensitivity to red was based on achromatic or chro-matic perception of red. This led to some confusion between sensitivity to red light (which could be achromatic) and the ability to discriminate the red colour (based on chromaticity). The present paper shows that M. sabuleti workers are able to discriminate red at 10,000 lux but not at 600 lux. Thus, ants might be able to distinguish the red colour or red light from black or darkness when these colours are delivered at high light intensity; they might be unable to do so (i.e., to discriminate wavelengths in the red region of the spectrum) when delivered at rather low light intensity, yet may still be able to detect some light.[/font]

[font=Times New Roman]Zusammenfassung[/font]
[font=Times New Roman]Unter Anwendung der differential-operanten Konditionierung konnte nachgewiesen werden, dass Arbeiterinnen der Ameisenart Myrmica sabuleti MEINERT, 1861 Farben voneinander sowie von verschiedenen Grautöne unterscheiden können. Unter hoher Lichtintensität sind diese Ameisen auf Gelb und Blau hoch empfindlich, auf Grün empfindlich und auf Rot schwach empfindlich. Bei geringer Lichtintensität sind sie gegenüber Rot nicht mehr empfindlich, jedoch Grün und Violett gegenüber hoch empfindlich sowie Gelb und Blau gegenüber empfindlich. Die Ameisen vermögen auch eindeutig, schwarzgefärbte Objekte unter UV-Strahlung zu erkennen: Sie sind daher gegenüber Wellenlängen, die kürzer als jene des UV-Lichtes sind, empfindlich.[/font]



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chris1994
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#4 AW: Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von chris1994 » 12. Februar 2011, 17:41

Vielen Dank Merkur für den Link und die Zusammenfassung. Die Arbeit sieht sehr interessant aus.

Was mich noch interessieren würde, wie die Ameise mithilfe der Punktaugen die innere Uhr nachstellt. Wird damit die Lichtintensität gemessen oder Sonnentage gezählt etc??


MFG Christian



Sahal
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#5 AW: Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von Sahal » 13. Februar 2011, 14:18

Sawasdee krub

Merkur:
...dass Arbeiterinnen der Ameisenart Myrmica sabuleti MEINERT, 1861 Farben voneinander sowie von verschiedenen Grautöne unterscheiden können.
Au Backe, da waren aber eine Menge Huetchen zu basteln :D

Die Arbeit laesst fur mich Fragen offen:
die hier genutzten Farben darkred und scarlet als Indikatoren fuer Rotsicht haben Fehlspektren.
So ist darkred mit Maxima ~655nm angegeben, Fig2.bot zeigt aber bereits bei ~570nm (Gelb) einen signifikaten Anstieg und liegt naeher an orange denn an scarlet!
scarlet dann zeigt eine deutliche erste Spitze bereits um 430nm, und somit fett im Blau noch unter Gruen und ist wohl keine monochromatische Farbe!
Die Zahlen der Testreihen zeigen die Wahrnehmung der Fehlspektren dann auch deutlich, wie ich meine, nicht jedoch eine Rotsicht. Vielmehr koennen sie den eher schwachen Fehlbereich von darkred bei 10.000LUX kaum wahrnehmen, bei 600LUF kaspert darkred komplett ab.
scarlet mit einem "besseren" Fehlspektrum ist bei 10.000LUX noch gut zu unterscheiden, aber auch bei 600LUX nahe oder unter der Wahrnehmungsgrenz.
Das sich beide Farben gegenueber anderen Farben auch bei 600LUX deutlich unterscheiden lassen unterstreicht nur, dass sie eher nicht/schwarz wahrgenommen werden!

Leider wurde auch in diesem Versuch die Technik nicht genutzt und auf den Einsatz von LED verzichtet, die als monochromatische Leuchtmittel einen eng definierten Bereich liefern wuerden, so klassisch ROT in ~640-670nm ohne Fehlbereiche unterhalb 630nm oder signifikate Waermestrahlung!



Darin steht, dass die Empfindlichkeit stark abnimmt, je mehr Facetten das Auge hat...
Das einzelne Ommatidium wird schlanker und kann somit weniger Licht auswerten, je mehr Ommatidien ein Auge hat. Die Wahrnehmung des gesmaten Komplexauges steigt aber, da ja wesentlich mehr Ommatidien vorhanden sind!


wenn man sich einer Ameise nähert, sie einen auf ca. eine halben Meter "sieht/wahrnimmt" und hektisch reagiert und flüchtet.
Warum sollte sie das machen? Eine einzelne Ameise waere (im Gegensatz zu einer Gruppe) sicherer, wenn sie sich totstellt und so aus der Bewegungswahrnehmung der meisten Praedatoren verschwindet!
Zudem ist es den wohl allermeisten Arbeiterinnen vollkommen wurscht, wer da angewackelt kommt... sie koennen es gar nicht erfassen.
Eher ist Licht/Schatten, Luftbewegung und vor allem Atem ein Reizausloeser.


Wenn die Flinte ins Korn gefallen ist, nicht gleich das Kind in den Brunnen werfen, auch wenn das der Tropfen ist, der dem Fass die Krone ins Gesicht schlägt!

Gast
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#6 AW: Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von Gast » 13. Februar 2011, 17:52

@ Sahal
Zitat:
"...dass Arbeiterinnen der Ameisenart Myrmica sabuleti MEINERT, 1861 Farben voneinander sowie von verschiedenen Grautöne unterscheiden können."
Das heißt nur, dass die Ameisen Farben unterscheiden können, nicht aber, wie viele!

Myrmica sabuleti MEINERT, 1861: Das ist der komplette Artname, einschließlich Autor und Jahr der Beschreibung; er wurde von dem Myrmekologen Meinert im Jahre 1861 für diese Art vergeben (und ist seitdem gültig).

Schade, dass Marie-Claire das nicht an Lasius niger untersucht hat, sonst wären die € 300,- oder gar 500,- jetzt fällig! :D

Nun müsste jemand das für L. niger nachbauen. Dabei könnte er/sie auch die kritisierten Punkte berücksichtigen. Forschungsmittel (Drittmittel) für so etwas werden ja neuerdings sogar von einem Ameisenhandels-Unternehmen bereit gestellt (laut dessen Angaben). Man muss sie vielleicht nur beantragen.

Ich selbst kann mich nicht darum kümmern, da ich zu wenig Erfahrung in der Sinnes- und Neurophysiologie habe, und auch nicht über ein entsprechend ausgestattetes Labor verfüge. Arbeiten in der Zeitschrift "Myrmecological News" werden von mindestens zwei Fachleuten begutachtet, so dass Fehler schon mal eine geringere Chance haben, veröffentlicht zu werden. So bleibt mir nur, den Angaben in einer solchen Arbeit zu vertrauen. Und, wie gesagt: Mich an die Faustregel zu halten, womit meine Ameisen auch immer zufrieden waren :).

mfG,
Merkur



Sahal
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#7 AW: Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von Sahal » 14. Februar 2011, 17:10

Sawasdee krub

Du siehst die Arbeit also als korrekt an und vertraust dem Ergebnis, oki!
Dann sei bitte so nett und hilf mir, die Arbeit zu verstehen... denn an zwei Punkten stecke ich fest und sehe wohl den Wald nicht.
Oder kann ein Physik-Begeisteter aus dem Forum mir in die Schuhe helfen....?
[color="DarkRed"][Update][/color]Eine Anfrage an die Autorin brachte sinngemäß: sie sei nur die Biologin und habe mit den Spektralbereichen nichts zu tun![color="DarkRed"][/Update][/color]

Nehmen wir als Beispiel die Farbe Violett.
Die selbst ermittelten (above "estimated") Werte der beiden violetten Papiere ergeben einen reflektierten Bereich von violet-blue/violet 450/445nm (obwohl die Farbe Violett mit 380-420nm definiert ist). Das genutzte Leuchtmittel zeigt jedoch kaum Emission in diesem Bereich, so dass die Hütchen eher schwarz erscheinen sollten.
(Da das genutzte Leuchtmittel keinen (signifikanten) UV-Bereich (380-315nm) abstrahlt, ist mir der zweite Peak 375nm schleierhaft... anyway, es ist mir sowieso unverständlich, warum für einen derartigen Versuch ausgerechnet eine fast antike, rotlastige Glühfadenlampe (Fig2.oben) verwendet wurde, und nicht etwa eine normale Energiesparlampe mit recht gleichmäßiger Tageslicht-Verteilung, oder gar eine moderne LED.)

Die durch externe Messung ermittelten und errechneten Bereiche ergeben jedoch ein ganz anderes Bild. In Fig2.unten ist Violett nicht als monochromatische Farbe mit visual Peak 450/445nm dargestellt, sondern als additive Farbe aus Blau und Rot mit geringem Grünanteil... als RGB ausgedrückt z.B. #AF1D69 oder RGB 175,29,105 = Violett

Gleiches gilt für alle Farben, so auch für die Farbe scarlet als additive Mischung aus den spektralen Bereichen Rot, Orange, Gelb und Blau (!!), vergl. Fig2.above.

So meine Verständnis-Frage: wenn ein rotes Papier Blaue, Orange und Gelbe Spektren beinhaltet, kann es zur Beweisführung von Rotsicht dienen?
Allgemein wenn sich alle Farben additiv quer durch den sichtbaren Bereich zusammensetzen, lässt sich dann überhaupt irgendeine Aussage treffen?
Und wie lassen sich derart unterschiedliche Ergebnisse aus eigener Messung und externer Messung erklären?
Oder deute ich das Diagramm und den Text falsch? Ich habs mir etliche Male angeschaut... evtl zuuuu oft!

Zweiter Punkt:
darkred und scarlet haben laut Diagramm und laut Text reichlich anteilige spektrale Bereiche unterhalb 650nm und somit im für Ameisen wohlbekannt sichtbaren Bereich.
Wie kann nun ausgeschlossen sein, dass die Ameisen ausgerechnet auf den fraglichen Bereich oberhalb 630-650nm reagiert haben, und nicht auf den für sie bekannt sichbaren Bereich unterhalb 630nm?

Basics zur Farbdefiniton:
die im Text definierten Peaks sind abweichend von Lehrbuch und Wikipedia.
So ist z.B. yellow Gelb mit 550nm angegeben, das ist aber satt Grün (490–575), und blue-violett/violett Violett mit 450/445nm, was deutlich Blau (425–490) ist. (Der zweite violett-blue/violett Peak 375nm ist zu vernachlässigen, da für uns unsichtbares UV-A Licht.)
Wo bekomme ich die passenden/richtigen Definitionen der spektralen Bereiche? Ich habe jetzt den halben Nachmittag das Internet durchsucht...


Wie gesagt, irgendwo muss ich nen Knoten haben...


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#8 AW: Visuelle Wahrnehmung und Farbwahrnehmung bei Ameisen

Beitrag von Gast » 15. Februar 2011, 20:24

[font=Times New Roman]Hallo Sahal,[/font]

[font=Times New Roman]Ein „thumbs up“ dafür, dass Du Dir die Mühe gemacht hast, die Autorin anzuschreiben![/font]
[font=Times New Roman]Ich hätte eigentlich erwartet, dass sie etwas zu den Spektren usw. hätte sagen können.[/font]
[font=Times New Roman]Und nachdem das ja ein wesentlicher Teil der Arbeit ist, frage ich mich, weshalb sie nicht zusammen mit den Physikern publiziert hat? Aber das hat sicher auch seine Gründe…[/font]

[font=Times New Roman]Egal, hier taucht anscheinend keiner auf, der etwas zu Deinen Fragen antworten kann. Ich kann’s auch nicht (vielleicht nach intensiver Einarbeitung, aber dafür ist mir die Zeit zu schade, ganz ehrlich gesagt!)[/font]
[font=Times New Roman]Für mich als Biologen ist es einfach nicht spannend genug, ob Lasius oder Myrmica nun etwas Rot als Farbe wahrnehmen, oder ob das nur dunkler wirkt als ohne die Farbe. Zumal ich mir kaum eine Situation vorstellen kann, in der ein Farbsinn für diese Ameisen irgendeine Bedeutung hätte. [/font]

[font=Times New Roman]MfG,[/font]
[font=Times New Roman]Merkur[/font]



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