Sommerakademie Olang 2008 12.09.2008
Was ist? Warum interessiert uns? Denition von Leben Life may be dened operationally as an information processing system a structural hierarchy of functioning units that has acquired through evolution the ability to store and process the information necessary for its own accurate reproduction. Lila Gatlin, Information Theory and the Living System, 1972
Was ist? Warum interessiert uns? Leben als Informationsverarbeitung Evolution: Verarbeitung von Umweltveränderungen, um Überleben zu sichern (genetische Information) Individuen verarbeiten Umwelteindrücke (sensorische Information)
Was ist? Warum interessiert uns? Leben als Informationsverarbeitung Evolution: Verarbeitung von Umweltveränderungen, um Überleben zu sichern (genetische Information) Individuen verarbeiten Umwelteindrücke (sensorische Information)
Was ist? Warum interessiert uns? Ökologie erforscht, wie Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Physical: Austausch von Kräften, Wärmeenergie Trophic: Austausch von Nahrung, Gift, nutzbarer Energie Informational: Austausch von Informationen (genetisch und sensorisch) befasst sich mit Austausch sensorischer Information.
Was ist? Warum interessiert uns? Ökologie erforscht, wie Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Physical: Austausch von Kräften, Wärmeenergie Trophic: Austausch von Nahrung, Gift, nutzbarer Energie Informational: Austausch von Informationen (genetisch und sensorisch) befasst sich mit Austausch sensorischer Information.
Was ist? Warum interessiert uns? Ökologie erforscht, wie Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Physical: Austausch von Kräften, Wärmeenergie Trophic: Austausch von Nahrung, Gift, nutzbarer Energie Informational: Austausch von Informationen (genetisch und sensorisch) befasst sich mit Austausch sensorischer Information.
Was ist? Warum interessiert uns? Ökologie erforscht, wie Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Physical: Austausch von Kräften, Wärmeenergie Trophic: Austausch von Nahrung, Gift, nutzbarer Energie Informational: Austausch von Informationen (genetisch und sensorisch) befasst sich mit Austausch sensorischer Information.
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Was ist? Warum interessiert uns? Ökologie erforscht, wie Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Physical: Austausch von Kräften, Wärmeenergie Trophic: Austausch von Nahrung, Gift, nutzbarer Energie Informational: Austausch von Informationen (genetisch und sensorisch) befasst sich mit Austausch sensorischer Information.
Was ist? Warum interessiert uns? Ökologie erforscht, wie Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Physical: Austausch von Kräften, Wärmeenergie Trophic: Austausch von Nahrung, Gift, nutzbarer Energie Informational: Austausch von Informationen (genetisch und sensorisch) befasst sich mit Austausch sensorischer Information.
Was ist? Warum interessiert uns? Warum interessiert uns Sensorische Ökogie? Neugier befriedigen Erfolgreicher jagen (anpirschen, ködern) Technologie vorantreiben (Natur als Vorbild)
Was ist? Warum interessiert uns? Warum interessiert uns Sensorische Ökogie? Neugier befriedigen Erfolgreicher jagen (anpirschen, ködern) Technologie vorantreiben (Natur als Vorbild)
Was ist? Warum interessiert uns? Warum interessiert uns Sensorische Ökogie? Neugier befriedigen Erfolgreicher jagen (anpirschen, ködern) Technologie vorantreiben (Natur als Vorbild)
Was ist? Warum interessiert uns? Einteilung in fünf Kategorien: Spatial Orientation
Was ist? Warum interessiert uns? Überlebenswichtige Konditionen sichern bzw. konstant halten. Körpertemperatur halten Wasserhaushalt sichern Position / Richtung halten Abstand zu Artgenossen / Konkurrenz
Was ist? Warum interessiert uns? Überlebenswichtige Konditionen sichern bzw. konstant halten. Körpertemperatur halten Wasserhaushalt sichern Position / Richtung halten Abstand zu Artgenossen / Konkurrenz
Was ist? Warum interessiert uns? Überlebenswichtige Konditionen sichern bzw. konstant halten. Körpertemperatur halten Wasserhaushalt sichern Position / Richtung halten Abstand zu Artgenossen / Konkurrenz
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Was ist? Warum interessiert uns? Den richtigen Moment erwischen, um zu wachsen (anzufangen) Reproduktionsversuche zu starten einen Unterschlupf aufzusuchen Das kann Synchronisation erfordern mit Tageszeiten Jahreszeiten Gezeiten Artgenossen
Was ist? Warum interessiert uns? Den richtigen Moment erwischen, um zu wachsen (anzufangen) Reproduktionsversuche zu starten einen Unterschlupf aufzusuchen Das kann Synchronisation erfordern mit Tageszeiten Jahreszeiten Gezeiten Artgenossen
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Was ist? Warum interessiert uns? Den richtigen Moment erwischen, um zu wachsen (anzufangen) Reproduktionsversuche zu starten einen Unterschlupf aufzusuchen Das kann Synchronisation erfordern mit Tageszeiten Jahreszeiten Gezeiten Artgenossen
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Was ist? Warum interessiert uns? Herausnden, wo ein Ziel liegt, in dessen Richtung es sich zu wachsen / bewegen lohnt. weg vom Boden hin zur Sonne in den Wind hin zu Nahrungsquellen / Beute
Was ist? Warum interessiert uns? Herausnden, wo ein Ziel liegt, in dessen Richtung es sich zu wachsen / bewegen lohnt. weg vom Boden hin zur Sonne in den Wind hin zu Nahrungsquellen / Beute
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Was ist? Warum interessiert uns? Gefahren erkennen und darauf reagieren. in eine zufällige Richtung iehen eine sicherere Position aufsuchen gezielt vor der Gefahr üchten (erfordert mehr Informationen!) die Gefahr bekämpfen oder abschrecken Tarnung
Was ist? Warum interessiert uns? Gefahren erkennen und darauf reagieren. in eine zufällige Richtung iehen eine sicherere Position aufsuchen gezielt vor der Gefahr üchten (erfordert mehr Informationen!) die Gefahr bekämpfen oder abschrecken Tarnung
Was ist? Warum interessiert uns? Gefahren erkennen und darauf reagieren. in eine zufällige Richtung iehen eine sicherere Position aufsuchen gezielt vor der Gefahr üchten (erfordert mehr Informationen!) die Gefahr bekämpfen oder abschrecken Tarnung
Was ist? Warum interessiert uns? Gefahren erkennen und darauf reagieren. in eine zufällige Richtung iehen eine sicherere Position aufsuchen gezielt vor der Gefahr üchten (erfordert mehr Informationen!) die Gefahr bekämpfen oder abschrecken Tarnung
Was ist? Warum interessiert uns? Gefahren erkennen und darauf reagieren. in eine zufällige Richtung iehen eine sicherere Position aufsuchen gezielt vor der Gefahr üchten (erfordert mehr Informationen!) die Gefahr bekämpfen oder abschrecken Tarnung
Was ist? Warum interessiert uns? Abschreckende Motte (1)
Was ist? Warum interessiert uns? Abschreckende Motte (2)
Was ist? Warum interessiert uns? Informationen an andere Organismen weitergeben, um deren Verhalten zu beeinussen. Entweder zu beiderseitigem Vorteil (Kommunikation) oder nur zum eigenen (Täuschung).
Was ist? Warum interessiert uns? Informationen an andere Organismen weitergeben, um deren Verhalten zu beeinussen. Entweder zu beiderseitigem Vorteil (Kommunikation) oder nur zum eigenen (Täuschung).
Was ist? Warum interessiert uns? Informationen an andere Organismen weitergeben, um deren Verhalten zu beeinussen. Entweder zu beiderseitigem Vorteil (Kommunikation) oder nur zum eigenen (Täuschung).
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Kommunikation Kommunikation Identikation Farbgebung Duftstoe Akustische Signale, z.b. Vogelgesang Warnung Warnruf Duftstoe Farbgebung Koordination
Was ist? Warum interessiert uns? Täuschung Täuschung Mimicry Köder Ablenkung
Was ist? Warum interessiert uns? Täuschung Täuschung Mimicry Köder Ablenkung
Was ist? Warum interessiert uns? Täuschung Täuschung Mimicry Köder Ablenkung
Was ist? Warum interessiert uns? (1) Beobachtung: Wenn eine Biene eine Nahrungsquelle gefunden hat, kommen bald weitere Bienen dorthin. Weitere Beobachtung: Bienen vollführen eine Art Tanz in ihrem Bienenstock. Erste Vermutung (Ernst Spitzer, 1788): When a bee has come upon a good supply of honey anywhere, on her return home she makes this known in a peculiar way to the others. Full of joy she twirls in circles about those in the hive [...] so that they shall surely notice the smell of honey on her; for many of them soon follow when she goes out again.
Was ist? Warum interessiert uns? (1) Beobachtung: Wenn eine Biene eine Nahrungsquelle gefunden hat, kommen bald weitere Bienen dorthin. Weitere Beobachtung: Bienen vollführen eine Art Tanz in ihrem Bienenstock. Erste Vermutung (Ernst Spitzer, 1788): When a bee has come upon a good supply of honey anywhere, on her return home she makes this known in a peculiar way to the others. Full of joy she twirls in circles about those in the hive [...] so that they shall surely notice the smell of honey on her; for many of them soon follow when she goes out again.
Was ist? Warum interessiert uns? (1) Beobachtung: Wenn eine Biene eine Nahrungsquelle gefunden hat, kommen bald weitere Bienen dorthin. Weitere Beobachtung: Bienen vollführen eine Art Tanz in ihrem Bienenstock. Erste Vermutung (Ernst Spitzer, 1788): When a bee has come upon a good supply of honey anywhere, on her return home she makes this known in a peculiar way to the others. Full of joy she twirls in circles about those in the hive [...] so that they shall surely notice the smell of honey on her; for many of them soon follow when she goes out again.
Was ist? Warum interessiert uns? (2) Problem: Wie folgen weitere Bienen der Finderin? Können sich im Flug nicht sehen. Eventuell über eine Duftspur in der Luft.
Was ist? Warum interessiert uns? (2) Problem: Wie folgen weitere Bienen der Finderin? Können sich im Flug nicht sehen. Eventuell über eine Duftspur in der Luft.
Was ist? Warum interessiert uns? (2) Problem: Wie folgen weitere Bienen der Finderin? Können sich im Flug nicht sehen. Eventuell über eine Duftspur in der Luft.
Was ist? Warum interessiert uns? (3) Andere Vermutung: Der Tanz kodiert Informationen über den Ort der Nahrungsquelle. Experimente ergaben eine Korrelation zwischen Richtung des Tanzes und Richtung der Futterquelle.
Was ist? Warum interessiert uns? (4)
Was ist? Warum interessiert uns? (5) Andere Bienen nutzen die vermittelten Informationen.
Was ist? Warum interessiert uns? (6) Weitere Experimente: Chemische Stoe allein motivieren bereits Bienen zur Suche Künstlicher Bienentanz ohne Duftstoe bringt Bienen zur Suche Künstliche Sonne kann Suchrichtung der Bienen beeinussen
Was ist? Warum interessiert uns? (7) Durch den Tanz können nur begrenzt Informationen vermittelt werden: Bienen haben keine Vogelperspektive auf den Tanz im Bienenstock ist es dunkel auf Verfolgen des Tanzes und Geräusche angewiesen Folge: Ungenauigkeit in vermittelter Richtung und Entfernung Gemessen: Bei einer Entfernung bis 1 km vom Bienenstock beträgt die Ungenauigkeit ca. 100 m. In einem Umkreis von 1 km um den Stock gibt es 400 solcher Areale mit Durchmesser 100 m: pi (1000m)2 pi (50m) 2 = 400 Also kodiert der Tanz mindestens ld(400) 9 Bit.
Was ist? Warum interessiert uns? (7) Durch den Tanz können nur begrenzt Informationen vermittelt werden: Bienen haben keine Vogelperspektive auf den Tanz im Bienenstock ist es dunkel auf Verfolgen des Tanzes und Geräusche angewiesen Folge: Ungenauigkeit in vermittelter Richtung und Entfernung Gemessen: Bei einer Entfernung bis 1 km vom Bienenstock beträgt die Ungenauigkeit ca. 100 m. In einem Umkreis von 1 km um den Stock gibt es 400 solcher Areale mit Durchmesser 100 m: pi (1000m)2 pi (50m) 2 = 400 Also kodiert der Tanz mindestens ld(400) 9 Bit.
Was ist? Warum interessiert uns? Physikalische Hintergründe zu Sensoren, deren Bedeutung und weitere Beispiele: David B. Dusenbery. Sensory Ecology. W.H. Freeman and Company, New York, 1992. Präsentationsende Danke für's Zuhören!