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Einfluss von Biofaktoren auf der Informationsgehalt einer Ameisenspur  ---Jugend Forscht 2008

Ist der Informationsgehalt einer Ameisenspur von Biofaktoren abhängig und über die Arrhenius-Gleichung berechenbar?

Eusoziale Staaten, wie die der Ameisen, legen zur Kommunikation Spuren aus Pheromonen (artspezifische Duftstoffe). Lasius fuliginosus ist eine Art, die besonders konstante Spuren legt, vor allem zum Wiederfinden einer Nahrungsquelle.

In dieser Arbeit geht es darum, die Beeinflussbarkeit der Ameisen durch äußere Faktoren, wie einer attraktiven zusätzlichen Futterquelle, zu ermitteln. Die Messungen der Geschwindigkeit von Ameisen, die einer Pheromonspur folgen, einmal mit, eimal ohne zusätzliches Futterangebot, konnten durch mathematische Formeln aus der physikalischen Chemie und der Informationslehre ausgewertet werden. Aus diese Art und Weise konnte der Informationgehalt der Spur ermittelt werden. Mit diesem wird eine Aussage darüber getroffen, ob die Ameisen beeinflusst werden.

Hierfür werden zuerst die Messdaten mit Hilfe der Arrheniusgleichung auf einen linearen Graphen zurückgeführt, aus welchem man Werte für die Berechnung der Entropie über die Eyringgleichung gewinnt. Die Entropie gibt an, wie sich der Ordnungsgrad eines Zustandes verändert. Damit ist die Überleitung zur Informationslehre gefunden, denn Information ist als Beseitigung von Unwissen bzw „Chaos“ definiert. Verknüpft man den Hauptsatz der Informationslehre mit der Entropie, lässt sich der Informationsgehalt in Bit für die Pheromonspur berechnen.

Das Resultat ist sowohl für die Messungen mit, als auch ohne zusätzliches Futter ein erstaunlich hoher Wert um 8,5 bit.

Die Ameisen werden also nicht vom Futter beeinflusst.

Allerdings liefert der Wert von 8,5 bit ein anderes interessantes Ergebnis. Da der Informationsgehalt auch über Wahrscheinlichkeiten definierbar ist, lassen 8,5 bit auf eine Wahrscheinlichkeit von 99,7% für das Verfolgen der Pheromonspur schließen.

Daraus folgen als weitergehende Fragen: Wie weit haben sich die Ameisen in Temperaturzonen wie z.B. in tropischen Gebieten an eine andere Temperaturspanne angepasst und benutzen diese ähnlich große Informationseiheiten (in bit) zur Kommunikation? Und: Benutzen die Ameisen verschieden flüchtige Pheromone?

Janine Storm


Hier die Arbeit zum Download



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letzte Änderung: 07.01.2010
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