The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

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NIPIAN
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#1 The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von NIPIAN » 17. März 2010, 12:41

Hoi,


aus gegebenem Anlass (neue Forummaske - Antastisch weiß Bescheid), möchte ich noch einmal folgende Debatte aufgreifen:

Aus diesem zunächst rein kommerziellen Thema hat sich ein echtes, kleines Versuchsthema entwickelt.
Von meiner Position aus hierbei nocheinmal ein großes Lob und Herzlichen Dank an 4kidsmama, die sich leider seit Mitte Dezember nicht mehr im Forum hat blicken lassen. Sie hat zum Anstoß für die zahlreichen Versuche gepfiffen.

Während des damals ersten Usertreffens der Erlanger-Nürnberg-Gruppe hat Antastisch mir diese Studie vorgestellt. Dabei ist auf dieses Thema verwiesen worden. Im dritten Beitrag hat Sahal, auf die Studie bezogen, angedeutet, dass darin methodische Fehler vorkommen können.

Ich versuche nun im Folgenden eine kritische Auseinandersetzung:

Die Studie ergründet durch einen Versuchsaufbau zweier abwechselnder Zustände ("Rotlicht" und "absolute Dunkelheit") die Reaktionen von (Brüsseler) Lasius niger (unterteilt in "fouragierende" und "brutpflegende" Individuen - altersabhängig) und versucht somit einen Rückschluß auf die Rotlichtreaktion. Herausgerechnet wird die Temperaturdifferenz durch Rotlichteinwirkung.

Verwendet für "Rotlicht": Rotlichtlampe 625nm - 700nm(+x).
Verwendet für "absolute Dunkelheit": ne Box außen rum

Beleuchtung und Videoaufnahme über je ein seperates Loch, welches gegenüber dem Außen als dicht gilt.

Fouragierende und brutpflegende Individuen unterscheiden sich im Alter. Junge pflegen die Brut, Ältere fouragieren.

Aufgezeichnet werden im 90-Minuten-Wechsel die Reaktionen der beiden Gruppen auf die unterschiedlichen Lichtverhältnisse. (Eine Veränderung der Position wird als Reaktion gewertet. Auf den Sinn des Verhaltens zu schließen ist irrelevant.)

Ergebnis der Studie: Die Versuchskolonie Lasius niger reagiert auf die Lichtwechsel. Fouragierende Individuen reagieren sehr viel stärker als Brutpflegende.

Schluß der Studie: Die Versuchskolonie Lasius niger kann Rotlicht wahrnehmen. Möglicherweise in Abhängigkeit vom "Alter".


Kritikpunkte:
- Wenn Rotlicht untersucht werden soll, ist auch Rotlicht zu verwenden. 625nm - 700nm schließt den orangenen Bereich mit ein. Definitionsgemäß kein Rot. (siehe Post #10) -> (wieder entstrichen, siehe #16)
- Schwächerer Makel: Was nach dem 700nm (>700nm) Bereich an Durchlässigkeit/Intensität vorkommt, kann nicht klar ersehen werden.
- es kann nicht ausgeschlossen werden, dass aufgrund der Umwandlung von Lichtenergie in Wärmeenergie, z.B. auf der Cuticula, die Wärmeenergie die Verhaltensänderung hervorruft (siehe #16)
- Die fouragierenden Ameisen wurden aus dem Nest entfernt und daran gehindert zurückzukehren. Eine Stresssituation. Verstärkung der Reaktionen? (siehe #10 & #16)
- Untersuchte Art: Lasius niger. Für andere Arten muß das erst richtig untersucht werden. Auf Farbeinflüsse reagierende Insekten könnten möglicherweise unterschiedliche Systeme entwickelt haben. Quasi ihren eigenen Farbspektrum-Fingerabdruck.

Lösungsmöglichkeiten:
- Farbbereich klarer abstimmen, per Photometer messen und Ergebnis in einem Gesamtlichtspektrumsgraphen als Kopie beifügen.
- Die fouragierende Gruppe nicht komplett absondern. Eher eine Kolonie bei normaler Tätigkeit untersuchen und klar zwischen außerhalb und innerhalb des Nestes unterscheiden (diskussionswürdig) (siehe Post #10)
- Versuchsbedingungen auf andere Arten anwenden. NIEMALS artübergreifenden Rückschluß wagen. Soviele Studien zu diesem Thema gibt es gar nicht - ist wohl zunächst einmal eine Mund-zu-Mund-Propaganda [1] gewesen.


Weitere Anhaltspunkte und Gedanken von Denen, die die Studie gelesen haben sind erwünscht, der Rest: NOT!


Auswirkungen auf die (sehr) liberale Gemeinschaft der Spaßhalter:
Vorerst beim Alten bleiben - aber ernsthaft in Erwägung ziehen, einen Karton vor die rote Folie zu montieren (lustiger Schluß, wenn ich mir die Entwicklung in diesem Forum seit 2005 ansehe - den Vorschlag hat es schon einmal gegeben).



[1] wird in der Studie auf Wheeler, W.M. (1910) "Ants: Their Structure, Development and Behavior." Columbia University Press, New York zurückgeführt.

Björn S.
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#2 AW: The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von Björn S. » 17. März 2010, 13:09

-bitte löschen-

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Moya
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#3 AW: The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von Moya » 17. März 2010, 13:22

Nun, ich weiss ja nun nicht, wo das Ganze hinführen soll, aber ich kann folgendes dazu beitragen:

Formica sanguinea und Formica fusca:

Nest ist abgedeckt mit LEE Filterfolie primary red.
Beleuchtet wird mit RGB-LED auf rot geschaltet.
Ameisen reagieren jedesmal auf einschalten des Lichts, trotz Filterfolie und Rotlicht.

orko
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#4 AW: The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von orko » 17. März 2010, 18:31

Hi

Ich hab das immer so verstanden das Ameisen rot nicht als Farbe wahrnehmen, sondern als schwarz. Dennoch hat auch schwarz Abstufungen, Grau genannt. So könnte ich mir gut vorstellen, das helles rot für Ameisen wie Grau wirkt und nicht mehr schwarz. Was wiederum bedeutet das es für Ameisen bei einer eventuellen Beleuchtung der roten Folie, selbst wenn es mit rotem Licht ist, heller im Nest wird, oder sich einfach nur das dunkle schwarz in einen anderen Schwarzton ändert.

Diese Änderung ruft dann eine eventuell Reaktion der Ameisen hervor.

Deshalb hat mich auch nie verwundert, wenn meine Ameisen auf Licht reagiert haben, auch wenn rote Folie über dem Nest war.


Mirko

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NIPIAN
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#5 AW: The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von NIPIAN » 23. März 2010, 08:45

Hoi,


Moya hat geschrieben:Beleuchtet wird mit RGB-LED auf rot geschaltet.

Ist mir gerade aufgefallen: Der Bereich einer auf Rot geschalteten LED-Lampe emittiert im Bereich 610nm < λ < 760nm (gut, in Abhängigkeit von der Spannung, wenn ich mich recht entsinne, sowie +/- x des angegebenen Bereichs). Und die LEE primary Red lässt Wellenlängen zwischen 550nm bis mehr als 700nm durch.
Herzlichen Glückwunsch, auch Du lässt Orange mit durch. Und was Infrarot betrifft... Keine Ahnung, ob die das schnallen.

@orko: Du machst den allgemeinen Fehler. Ameisen fehlt das Telencephalon, das Großhirn, welches neben unserer Phantasie (Irgendwo im Frontalbereich mit jeder Menge Ausläufern) die Plattform für Sehen (Occipitalregion - Hinterhauptlappen) darstellt. Wenn wir anfangen zu interpretieren, muss uns klar sein, dass Insekten das nicht im selben Maße können. Sieh es eher als "Fremdreflex". (Ab jetzt solltest Du wissen, wie das mit den Reiz-Rezeptor-Schemata funktioniert - Stichwort "adäquater Reiz"). Adäquater Reiz = Lichtstrahl bestimmter Wellenlänge trifft auf seinen spezifischen Rezeptor und löst ein Aktionspotential am sensorischen Nerv aus. Der wiederum sorgt für eine bestimmte Verhaltensweise (Blackbox der "Neurologie" - Eigenkreation), indem die alte Verhaltensweise unterdrückt wird und die Neue zu Tage treten lässt.

Das bedeutet: letztlich muß einfach vermieden werden, dass das Licht, welches WIR sehen können, von den Ameisen wahrgenommen werden kann. Aber das wussten wir schon vorher. Was passiert ist: wir haben auf falscher Basis auch noch fehlerhaft interpretiert.

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Scarvia Ny-Mand
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#6 AW: The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von Scarvia Ny-Mand » 26. März 2010, 00:05

NIPIAN hat geschrieben:- Die fouragierenden Ameisen wurden aus dem Nest entfernt und daran gehindert zurückzukehren. Eine Stresssituation. Verstärkung der Reaktionen?

Sie haben zum Vergleich kein normales Licht draufgeleuchtet, oder?

War eben nur so ein spontaner Gedanke, ich weiß nicht wie gut das funktionieren würde, aber wenn man neben der Serie rot - dunkel auch eine Serie Licht (also ungefiltert) - dunkel durchführen würde, könnte man doch auch dort das Ergebnis entsprechend berücksichtigen.

Reagieren die fouragierenden und älteren Ameisen auch dort stärker, könnte man andenken, ob sie allgemein eine stärkere "Lichtreaktion" zeigen.
Viel interessanter wäre aber der Fall, wenn sie dort genauso stark reagieren würde, wie die brutpflegenden, jüngeren Ameisen.
Dann könnte man schonmal den vorsichtigen Schluss ziehen, dass die stärkere Reaktion bei Rotlicht nicht durch den zusätzlichen Stress kommen.

Wenn man das mit mehreren Kolonien macht und auch variiert ob man erst rot - dunkel oder hell - dunkel testet kann man auch schauen ob eventuell die "Zeit der Abwesenheit" von der Kolonie eine Rolle spielt.
Könnte ja theoretisch sein dass bei der ersten Serie (egal ob mit rot oder hell) IMMER eine stärkere Reaktion auftritt. Da könnte man mutmaßen ob die gerade erst erfolgte Trennung vom Nest eine Rolle spielt (eben Stress).
Wobei ich grad nicht sicher bin oder der Stress zu oder abnehmen würde wenn sie länger getrennt sind, mir fallen für beides Argumente ein. :confused:

chrizzy
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#7 AW: The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von chrizzy » 26. März 2010, 00:59

Hey,

danke für deine Auseinandersetzung mit dem Thema, Nipian.

- Versuchsbedingungen auf andere Arten anwenden. NIEMALS artübergreifenden Rückschluß wagen.
Es ist unmöglich, alles für jede Art einzeln nachzuweisen - die Wissenschaft wendet nunmal vorhandene Untersuchungsergebnisse auch auf ganze Tierfamilien, -ordnungen etc. an, wenn sie bekannt werden. So auch mit rotlicht - bis das Gegenteil bewiesen ist, gilt weiterhin die wissenschaftliche Hypothese, dass Ameisen rotblind sind. Erst wenn das für einzelne Arten widerlegt wird (jene von Lasius niger ist nicht anerkannt, legst du ja sehr schön dar), ist auch die Hypothese an sich widerlegt - so ist zumindest mein wissenschaftliches Verständnis, klärt mich auf, wenn ich falsch liege. Derzeit gelten ja Insekten generell als rotblind, so zumindest mein Wissensstand.

Und soweit ich weiß, müsste der folgende Satz somit derzeit als wissenschaftlich korrekt eingestuft werden: "Ameisen sind rotblind".

@ orko: Besser ist mMn, zu behaupten, sie nehmen es nicht wahr, anstatt sie nehmen es als Schwarz wahr. Auch wieder etwas verwirrend.

lg, chrizzy

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KayRay
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#8 AW: The influence of red light on the aggregation of two castes of the ant

Beitrag von KayRay » 26. März 2010, 03:51

Um mal dreist Fragen in den Raum zu werfen:
Ich habe zwar oft gelesen, dass Insekten Rotblind sind aber warum genau ist mir nie dargelegt worden. Wie kam man zu dieser Erkenntnis? Waren es Versuche wie beschriebener oder eher Bio-Physikalische-Untersuchungen?
(bspw. die Sehzellen direkt untersuchen und Vergleiche anführen o.ä.)

Vlt. spielt auch die Tageszeit eine Rolle, Fütterungsstand, Individuenzahl und andere Störfaktoren.
Um soetwas nicht in die Bewertung mit einfließen zu lassen müssten mehrere gleichgroße Kolonieen unter gleichen Bedingungen zu verschiedenen aber immer parallelen Zeiten wiederholt getestet werden.

Ich denke schon, dass man auch artübergreifend prognosen treffen kann.
Warum sollte beispielsweise eine Art der gleichen Gattung mit ähnlichem Lebensstil ein völlig anderes Farbempfinden haben? Das würde biologisch kaum Sinn machen. Geringe Abweichungen dagegen sind natürlich nicht auszuschließen sondern wahrscheinlich.

Ein anderer Versuch der mir dazu einfiele und sich ähnlich Aufwendig (aber vlt. etwas aussagekräftiger) gestalten dürfte:
Drei Versuchskolonieen für längere Zeit in völliger Dunkelheit zu lassen, dann eine mit Rotlicht und eine mit Tageslichtspektrum bestrahlen während eine in Dunkelheit bleibt. (Spektrum kann in Folgeversuchen variiert werden um genauere Rückschlüsse auf das exakte Sehspektrum der Ameisen zu schließen)
Bei den mit Tageslicht bestahlten Tieren ist eine Angstreaktion bzw. erhöhte Tätigkeit zu erwarten, bei der sich weiterhin im Dunkeln befindlichen Kolonie ist keine veränderung des Verhaltens zu erwarten und das Verhalten der mit Rotlicht bestrahlten Kolonie ist nun zu interpretieren.
Ist eine Reaktion vernehmbar, ist auch eine Wahrnehmung des roten Lichtspektrums als Fakt zu akzeptieren.
Sollte es zu keiner erkennbaren Reaktion kommen ist die Wahrnehmung des roten Lichts zwar nicht gänzlich ausgeschlossen aber zumindest eher unwahrscheinlich.
(Es muss natürlich vermieden werden bei Einschalten des Lichts verfälschende Störquellen wie Erschütterungen etc. zu erzeugen.)

Hat jemand von euch vlt. die passenden Mittel? ^^
Ich würds selbst durchführen wenn ich die Gerätschaften hätte.

Lg Ray
Mitdenken tut nicht weh.
Und hilft dem Mensch seid eh und je.
:)

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