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Wie Hunde menschliche Emotionen verstehen

KognitionsforscherInnen der Vetmeduni Vienna wiesen erstmals nach, dass Hunde zwischen fröhlichen und zornigen Menschengesichtern unterscheiden können. Voraussetzung dafür: Die Hunde müssen diese Emotionen zuvor beim Menschen gelernt haben. Diese Fähigkeit könnte das Resultat der engen Mensch-Tier-Beziehung sein, in der Hunde gelernt haben, Aspekte der nonverbalen Kommunikation der Menschen zu verstehen. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Current Biology veröffentlicht.

Hunde können die Gesichter verschiedener Menschen auf Bildern unterscheiden. Diese Fähigkeit haben die Forschenden des Messerli Forschungsinstitutes bereits 2013 nachgewiesen. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3807667/) Ob Hunde auch Emotionen in Gesichtern von Artfremden wahrnehmen können, wurde bisher noch nicht zweifelsfrei nachgewiesen.

Hunde unterscheiden menschliche Emotionen via Touch-Screen

Corsin Müller und Ludwig Huber vom Messerli Forschungsinstitut haben diese Fähigkeit gemeinsam mit Kolleginnen im Clever Dog Lab an der Vetmeduni Vienna erforscht. Sie präsentierten 20 Hunden jeweils ein fröhliches und ein zorniges Frauengesicht nebeneinander auf einem Touch-Screen.

Hunde der einen Testgruppe wurden in der Übungsphase darauf trainiert, nur fröhliche Gesichter anzustupsen. Eine andere Gruppe sollte nur zornige Gesichter auszuwählen.
Um auszuschließen, dass sich die Tiere lediglich an auffälligen Bildunterschieden wie den hervorscheinenden Zähnen oder den Zornesfalten zwischen den Augen orientieren, zerteilten die Forschenden die Bilder horizontal. Die Hunde bekamen währen der Trainingsphasen also entweder nur die Augen- oder die Mundpartie zu sehen.

Und tatsächlich waren die Treffer nicht zufällig. Die meisten Hunde lernten zwischen fröhlichen und zornigen Gesichtshälften zu unterscheiden und schafften anschließend die korrekte Zuordnung auch spontan für komplett neue Gesichter, ebenso wie für die Gesichtshälften, die sie in der Übungsphase nicht zu sehen bekommen hatten.

Hunde erlernen das Erkennen von fröhlichen Gesichtern schneller

Hunde, die auf fröhliche Menschengesichter trainiert waren, erlernten ihre Aufgabe wesentlich schneller, als jene, die nur die zornigen Gesichter anzeigen sollten. „Es sieht so aus, als würden die Hunde Hemmungen haben, zornige Gesichter anzustupsen“, erklärt der Studienleiter Ludwig Huber.

„Wir gehen davon aus, dass die Hunde bei dieser Übung aus ihrer Erinnerung schöpfen. Sie erkennen einen Gesichtsausdruck, den sie bereits abgespeichert haben“, erklärt der Erstautor Corsin Müller. „Wir vermuten, dass Hunde, die keine Erfahrungen mit Menschen haben, schlechter abschneiden würden oder die Aufgabe gar nicht lösen könnten.“

Hunde sind unterschätzte Tiere

Hunde verfügen zwar über einen höher entwickelten Geruch- und Gehörsinn als der Mensch, der Sehsinn der Vierbeiner ist jedoch etwa sieben Mal schlechter entwickelt. „Dass Hunde die menschliche Gefühlswelt auf diese Art wahrnehmen können, war bisher noch nicht bekannt. Um die Entwicklung dieser Fähigkeiten noch besser zu verstehen, wollen wir diese Tests am Touch-Screen in Zukunft auch mit Wölfen am Wolf Science Center durchführen“, so Huber.

Seit drei Jahren forscht das Team um Ludwig Huber im WWTF-Projekt „Like me“ daran, ob sich Hunde in die Gefühlswelt von Artgenossen oder Menschen einfühlen können. Projektpartner an der MedUni Wien und der Universität Wien erforschen entsprechend die empathischen Fähigkeiten der Menschen. (Quelle: idw).

Buchtipps:
Unsterbliches Bewusstsein: Raumzeit-Phänomene, Beweise und Visionen
Der Widerhall des Urknalls: Spuren einer allumfassenden transzendenten Realität jenseits von Raum und Zeit
Quantenbewusstsein: Natürliche Grundlagen einer Theorie des evolutiven Quantenbewusstseins

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Massenaussterben: Die Ursachen der größten Katastrophen

Im Laufe der Evolution sind in den letzten 500 Millionen Jahren immer wieder Tier- und Pflanzenarten in großer Zahl ausgestorben. Kann bereits das Aussterben weniger oder einzelner Arten zu Kettenreaktionen mit solchen verheerenden Folgen führen? Göttinger Forscher am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation und der ETH Zürich haben eine mathematische Theorie entwickelt, das unter Verwendung von Fossiliendaten eine Antwort geben kann. Die Theorie zeigt, dass Kettenreaktionen bei der unterschiedlichen Entwicklung der Artenvielfalt im Meer und an Land eine Rolle gespielt haben können. Sie kann dabei helfen, heutige und zukünftige Artensterben zu verstehen.

Bei den fünf größten Massenaussterben in der Erdgeschichte starben jeweils mehr als drei Viertel aller Arten aus, doch danach erholte sich die Artenvielfalt immer wieder. Als Ursachen werden Katastrophen von globaler Größenordnung vermutet, wie z.B. große Meteoriteneinschläge oder Vulkanausbrüche. Aber zum Glück führte nicht jede Naturkatastrophe im Laufe der Erdgeschichte zu einem Massenaussterben, und umgekehrt werden auch diese nicht nur durch globale Naturkatastrophen hervorgerufen.

Das mathematische Modell der Wissenschaftler geht davon aus, dass Arten entweder auf Grund von geänderten Umweltbedingungen aussterben oder durch das Aussterben bestimmter anderer Arten, die für sie unentbehrlich sind. Wenn sich beispielsweise das Klima erwärmt oder abkühlt oder wenn sich die durchschnittliche Niederschlagsmenge oder die Bodenbeschaffenheit ändert, sind dadurch Tiere und Pflanzen bedroht, die sich nicht schnell genug anpassen können oder keinen neuen Lebensraum finden. Wenn dadurch plötzlich einige wichtige Arten fehlen, können andere ebenfalls aussterben, die von ihnen abhängig waren: Das kann geschehen, wenn eine Tierart seine bevorzugte Beute oder Futterpflanze verliert, oder wenn einer Pflanze plötzlich das Insekt fehlt, das sie bestäubt oder der Vogel, der ihre Samen verbreitet.

„Wenn es viele Arten gibt, die von wenigen Arten abhängig sind, ist das Ökosystem instabil. Wenn dann wichtige „Schlüsselarten“ durch veränderte Umweltbedingungen aussterben, kann das eine Kettenreaktion auslösen und zu einem Massenaussterben vieler Arten führen“, erklärt Frank Stollmeier vom Göttinger Max-Planck-Institut. Wenn es dagegen wenige Arten gibt, die von vielen verschiedenen Arten abhängig sind, ist das Ökosystem stabil; veränderte Umweltbedingungen könnten dann zwar viele einzelne Arten auslöschen, aber nicht innerhalb einer großen Kettenreaktion.

 Artenvielfalt im Meer und an Land

Damit kann das Modell auch erklären, warum sich die Artenvielfalt im Meer in den letzten 600 Millionen Jahren anders entwickelt hat als auf dem Land: Nachdem die ersten größeren Lebensformen im Meer entstanden waren, stieg die Artenvielfalt dort zunächst stark an und erreichte vor etwa 450 Millionen Jahren einen Wert, den sie für lange Zeit nicht mehr überschritt. Erst vor etwa 200 Millionen Jahren stieg die Anzahl der Meeresarten nach einem Massenaussterben wieder stark an. An Land dagegen begann der erste Anstieg der Artenvielfalt erst viel später, vor etwa 450 Millionen Jahren. Seitdem ist die kontinentale Artenvielfalt rasant gewachsen und hat die Vielfalt im Meer sogar übertroffen.

Eine zentrale Rolle bei dieser unterschiedlichen Entwicklung spielt in dem Modell das Verhältnis zwischen der Wahrscheinlichkeit, dass eine Art durch Umwelteinflüsse ausstirbt, und der Wahrscheinlichkeit, dass eine neue Art entsteht. Dieses Verhältnis sollte laut dem Modell im Meer höher sein. Eine Analyse von Fossilien-Datenbanken hat in der Tat ergeben, dass Arten im Meer tatsächlich eher aussterben als an Land. Ein Grund dafür könnte sein, dass es im Meer weniger verschiedene Lebensräume gibt als an Land: „Wenn im Meer eine neue Art entsteht, die nicht ideal an Umwelt angepasst ist, hat sie kaum eine Chance, einen neuen Lebensraum zu finden, in dem sie überleben könnte. An Land ist das eher möglich, da es dort sehr viele unterschiedliche Lebensräume gibt“, erklärt Jan Nagler, der die Studie leitete und jetzt an der ETH Zürich arbeitet. Wenn nun die Aussterbewahrscheinlichkeit deutlich kleiner ist als die Wahrscheinlichkeit, dass neue Arten entstehen, bleibt das Ökosystem stabil und die Artenvielfalt wächst schnell. Im umgekehrten Fall wächst die Artenvielfalt langsamer und das Ökosystem wird häufiger instabil.

Dies erklärt, warum die Artenvielfalt im Meer über so lange Zeit stagnierte. Wahrscheinlich war das Ökosystem dort über eine lange Zeit instabil: Es hatten sich zu viele Arten entwickelt, die von wenigen Schlüsselarten abhängig waren, so dass schon das Aussterben von einigen Arten zu einer fatalen Kettenreaktion führte. Somit wurde die Flora und Fauna anfällig für Massenaussterben, die das Wachstum verhinderten. Erst als das Ökosystem einen stabilen Zustand erreicht hatte, in dem weniger Arten von vielen abhingen, konnte die Vielfalt weiter ansteigen.

Das mathematische Modell wurde zwar entwickelt, um die Entwicklung der Artenvielfalt in der Vergangenheit zu erklären, doch es kann auch dazu beitragen, das heutige oder zukünftige Artensterben besser zu verstehen. Es gibt Anzeichen dafür, dass ein neues Massenaussterben begonnen hat, für das der Mensch wahrscheinlich maßgeblich mit verantwortlich ist. Schon 20 bis 40 Prozent der heute bekannten Arten gelten als vom Aussterben bedroht. Leider weiß man empirisch nur wenig darüber, wie sie voneinander abhängen und welche Folgen das Aussterben einer bestimmten Art auf andere hat. Das mathematische Modell ist daher sehr nützlich, um die Prinzipien des Artensterbens zu verstehen, die auch in der aktuellen Situation wirksam sind. (Quelle: idw)

Unterhaltung mit Schimpansin Susie

Der Zoologe Garner beim Sprachunterricht für Schimpansin Susie
Der Zoologe Garner beim Sprachunterricht für Schimpansin Susie

Der Gebrauch des Werkzeugs und die bewusste Anwendung der Kehllaute als Sprache sind bekanntlich die hauptsächlichsten Merkmale, die den Menschen vom Tier unterscheiden. Aber wie es in der Natur nirgends schroffe Scheidungen gibt, so sind auch an diesen Stellen Übergänge zu beobachten. Die Weberameisen gebrauchen ihre Larven als Werkzeug, viele Tiere geben in gewissen Fällen bestimmte Laute von sich, die auf Artgenossen als Signale wirken. Wenn also bei niederen Tierarten schon eine primitive Sprache zu beobachten ist, so darf von vornherein angenommen werden, dass die dem Menschen am nächsten stehenden Tiere, die Affen, wohl das umfangreichste Vokabular besitzen müssen.

In dieser Hinsicht hat der Amerikaner R. L. Garner (1848 -1920) Studien gemacht, bei denen er so vorging, dass er mit Hilfe eines Edison-Phonographen verschiedene Laute, die von gesellig lebenden Affen im Zoologischen Garten zu Chicago abgegeben wurden, aufnahm und später durch den Apparat wiederholen ließ. Da bei der Wiedergabe nur der Ton hörbar wurde, aber jeder Gesichtsausdruck und alle Gebärden wegfielen, so mussten die darauf folgenden Regungen der Tiere notwendig Reaktionen auf Sprachlaute sein. Er erhielt nun folgende Resultate.

Ein Alarmzeichen konnte mit Sicherheit als solches erkannt werden. Es ist ein schriller und hoher Laut. Es gelang auch, das Gelächter der Affen im Apparat aufzunehmen. Und ebenso wurde ein einfacher Laut festgestellt, der dazu dient, jemanden zu rufen. Garner glaubt, das Wort für »Trinken« erkannt zu haben. Er zweifelt jedoch daran, ob die Affen in ihrer Sprache ein Wort haben, das »Wetter« bezeichnet, obgleich er sah, dass ein Kapuzineraffe jeden Regenschauer, der gegen das Fenster schlug, mit einem besonderen Laut begrüßte.

Ein Affe, der allein ist, redet niemals. Die »Worte« werden immer an ganz bestimmte Individuen gerichtet, und verschiedene Affenarten verstehen sich gegenseitig nicht ohne weiteres. Es muss also auch wohl Affendialekte geben. Eine hübsche Beobachtung ist, dass manchmal auch ein Affe einem anderen etwas zuflüstert, wenn er nicht von allen gehört werden will.

Schon vor Garner hat Professor Waterhouse die Lautäußerung der Affenart Gibbon nach ihrer Tonhöhe psychologisch gedeutet und in Notenschrift festgehalten.

Buchtipp:
Unsterbliches Bewusstsein: Raumzeit-Phänomene, Beweise und Visionen

Sensationelle Entdeckung: Bienen kommunizieren per Funk

Bienen können unterschiedliche elektrische Ladungen auf der Körperoberfläche ihrer Artgenossen wahrnehmen, unterscheiden und ihre Bedeutung erlernen. Das haben jetzt Wissenschaftler der Freien Universität Berlin um Professor Randolf Menzel und Uwe Greggers herausgefunden. Die Forscher vermuten, dass die Tiere diese „Sinnesfähigkeit“ nutzen, um sich zu orientieren und untereinander zu kommunizieren, etwa beim bekannten Schwänzeltanz, mit dem sich die Bienen Richtung und Entfernung einer guten Futterquelle mitteilen.

Wenn Bienen durch die Luft fliegen, ihre Körper im Stock aneinander reiben oder Teile ihres Körpers gegeneinander bewegen, lädt sich ihr Körper mit elektrischer Ladung auf. Die Wachsoberfläche ihres Körpers verhindert, dass die Ladung abfließt, wenn sie landen und in den Stock zurückkehren. Die Forscher zeigen in ihrer Untersuchung, dass Bienen auf unterschiedlich geladene elektrische Felder mit spezifischen Bewegungen ihrer Antennenfühler reagieren. Mithilfe der Sinneszellen, die auf diesen Antennen liegen, nehmen sie die Ladungen wahr und unterscheiden sie. „Die Bewegung der Antennen haben wir in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Professor Martin Göpfert von der Universität in Göttingen mit einer speziellen Kamera aufgezeichnet und deren Bilder ausgewertet“ sagt Uwe Greggers, einer der Autoren der Studie. Außerdem haben die Forscher gezeigt, dass Bienen lernen können, unterschiedliche elektrische Felder und ihre zeitlichen Muster zu unterscheiden.

Die Gruppe um Menzel zieht aus ihren Experimenten außerdem den Schluss, dass die elektrischen Felder eine wichtige Rolle bei der sozialen Kommunikation im Stock spielen, z.B. beim Schwänzeltanz. Die nachlaufenden Bienen registrieren die von der Tänzerin ausgehenden zeitlichen Muster der elektrischen Felder und erkennen daraus die Entfernung der Futterquelle. Auf diese Weise ist zum ersten Mal nachgewiesen worden, dass bei einem landlebenden Tier elektrische Ladungen der Körperoberfläche zu elektrischen Feldern führen, und damit eine neue Wahrnehmungswelt eröffnen. Bisher war das nur von im Wasser lebenden Tieren bekannt, wie etwa dem Zitteraal. (Quelle: idw)

Wissen Schimpansen um das Bewusstsein anderer?

Frei lebende Schimpansen warnen unwissende Gruppenmitglieder häufiger vor einer Gefahr als solche, die bereits alarmiert sind

Viele Tiere stoßen in Gegenwart von Raubtieren oder anderen Gefahren Alarmrufe aus. Dies geschieht häufiger bei Anwesenheit von verwandten oder befreundeten Tieren. Bisher gab es jedoch keine Belege dafür, dass Schimpansen dabei auch den Wissensstand anderer Gruppenmitglieder berücksichtigen. Jetzt haben Forscher am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und der University of St. Andrews in Großbritannien frei lebende Schimpansen in Uganda beobachtet und dabei herausgefunden, dass diese erkennen, wer über welches Wissen verfügt. Die Schimpansen gaben Alarmrufe zur Warnung vor einer Giftschlange häufiger in Gegenwart von unwissenden als in Gegenwart von bereits informierten Gruppenmitgliedern. Neue Informationen mit anderen zu teilen, ist ein wichtiger Schritt auf dem evolutiven Weg zur Sprache, den der gemeinsame Vorfahre von Mensch und Schimpanse vermutlich bereits vor sechs Millionen Jahren beschritten hat.

Verschiedene Studien zur “Theory of Mind”, dem Wissen um das Bewusstsein anderer, fanden bislang jedoch nur mit Zootieren statt und führten zum Teil zu kontroversen Ergebnissen. Meist war dabei unklar, ob Schimpansen die Aufgabe nicht lösen konnten oder diese nicht verstanden. Ein Problem, das bei frei lebenden Schimpansen in ihrem natürlichen Umfeld nicht besteht.

Catherine Crockford, Roman Wittig und Kollegen beobachten deshalb frei lebende Schimpansen im Budongo Wald in Uganda. Sie konfrontierten die Tiere mit Attrappen gefährlicher Giftschlangen, zwei Gabunvipern und einer Nashornviper. „Diese gut getarnten Schlangen liegen oft wochenlang am selben Fleck. Es lohnt sich also, wenn der Schimpanse, der sie entdeckt, seine Gruppenmitglieder vor der Gefahr warnt”, sagt Catherine Crockford, die an der University of St. Andrews forscht.

Die Forscher beobachteten das Verhalten von 33 verschiedenen Schimpansen, die jeweils eines von drei Schlangenmodellen gesehen hatten. Es zeigte sich, dass Alarmrufe häufiger dann ausgestoßen wurden, wenn der Rufer sich in der Gesellschaft von Gruppenmitgliedern befand, die die Schlange entweder selbst noch nicht gesehen oder frühere Warnrufe nicht gehört haben konnten. „Schimpansen scheinen den Wissensstand anderer zu berücksichtigen und stoßen freiwillig einen Warnruf aus, um die anderen über eine Gefahr zu informieren, von der sie nichts wissen“, sagt Roman Wittig vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie und der University of St. Andrews. „Gruppenmitglieder, die die Gefahr bereits kannten, wurden seltener informiert“.

Diese Studie belegt erstmals, dass Alarmrufe nicht nur absichtlich, sondern auch häufiger ausgestoßen werden, wenn sich die Zuhörer der Gefahr nicht bewusst sind. „Schimpansen verstehen offenbar, dass sie etwas wissen, was ihr Gegenüber nicht weiß. Sie verstehen ebenfalls, dass sie den anderen informieren können, indem sie eine ganz bestimmte Lautäußerung von sich geben“, so Wittig. Einigen Wissenschaftlern zufolge ist die Fähigkeit zum Bereitstellen von fehlenden Informationen an andere Gruppenmitglieder ein wichtiger Schritt während der Evolution von Sprache: Warum sollte man jemanden über etwas informieren, wenn man nicht vorher erkannt hat, dass derjenige diese Information benötigt? Bisher war nicht klar, wann in der Evolution der Affenartigen (Hominoiden) oder der Menschenartigen (Hominiden) dieser wichtige Schritt gegangen wurde. Der gemeinsame Vorfahre von Mensch und Schimpanse könne diesen Weg möglicherweise vor 6 Millionen Jahren beschritten haben, wie die aktuelle Studie zeigt. (Quelle: idw).

Originalveröffentlichung:
Catherine Crockford, Roman M. Wittig, Roger Mundry, and Klaus Zuberbühler
Wild Chimpanzees Inform Ignorant Group Members of Danger
Current Biology, December 29, 2011

Buchtipp:
Synthetisches Bewusstsein: Wie Bewusstsein funktioniert und Roboter damit ausgestattet werden können

Beherrscht die “spukhafte Fernwirkung” den Makrokosmos?


Die Gesetze der Quantenmechanik beherrschen nicht nur die Welt der Atome und Elementarteilchen, sondern liegen in größerem Maßstab auch der Natur zu Grunde. Vielleicht machen sich sogar Pflanzen bei der Fotosynthese oder Zugvögel bei der Orientierung typische Quanteneffekte zu Nutze.
Die Quantenmechanik gilt allgemein als Theorie für mikroskopisch kleine Gegenstände – Moleküle, Atome, sub-atomare Teilchen. Doch viele Physiker glauben heute, diese Theorie treffe auf alles zu, ob groß oder klein. In den letzten Jahren haben mehrere Experimente Quantenphänomene auch in makroskopischen Systemen beobachtet, beispielsweise in Salzkristallen.

Vor allem die so genannte Verschränkung, ein typischer Quanteneffekt, kann auch in großen Systemen auftreten – vielleicht sogar in lebenden Organismen. Kandidaten für makroskopische Verschränkungen sind die Fotosynthese der Pflanzen und die Magnetfeldwahrnehmung von Vögeln. Das berichtet der serbo-britische Quantenphysiker Vlatko Vedral von der Oxford University in der Septemberausgabe von Spektrum der Wissenschaft.

Für die Physiklehrbücher ist die Sache klar: Die Quantenmechanik beschreibt die Gesetze des -Mikrokosmos. Sie liefert die Theorie für Teilchen, Atome und Moleküle – während für Billardkugeln, Menschen und Planeten die klassische Physik gelten soll. Irgendwo zwischen Molekülen und Billardkugeln liegt damit eine Grenze, an der das seltsame Verhalten der Quantenobjekte in die vertraute Alltagsphysik übergeht. Doch wo liegt diese Grenze?

Diese Aufteilung der Welt ist womöglich allzu simpel. Heute glauben nur wenige Physiker, dass die klassische Physik den gleichen Rang wie die Quantenmechanik beanspruchen darf; sie ist nur eine nützliche Näherung für eine Welt, die in allen Größenordnungen Quanteneigenschaften aufweist. Dass Quanteneffekte in der Makrowelt schwieriger zu erkennen sind, hat nichts mit Größe zu tun, sondern mit der Art und Weise, wie Quantensysteme wechselwirken. In den letzten Jahren haben Physiker mehrfach experimentell belegt, dass auch in makroskopischen Größenordnungen Quantenverhalten auftreten kann. Beherrscht die “spukhafte Fernwirkung” den Makrokosmos? weiterlesen

Fauchende Monster – sensationelle Funde aus der Grube Messel

Video: Fossile Funde aus der Grube Messel

Wer heute in die zirka 20 Kilometer südöstlich von Frankfurt gelegene Grube Messel schaut, blickt auf vereinzelte Baumgruppen, Büsche und Gräser, die den so genannten Ölschiefer bedecken. Eine Fülle sensationell gut erhaltener Fossilfunde, die von Wissenschaftlern des Senckenberg Forschungsinstituts Frankfurt aus den Ablagerungen des einstigen Maarsees geborgen wurden belegen jedoch, dass das heutige UNESCO Weltnaturerbe vor 47 Millionen Jahren deutlich anders aussah.

Die eozäne “Messelwelt” war exotisch bunt und artenreich. In dem damals vorherrschenden feuchtwarmen Klima mit einer Jahresdurchschnittstemperatur von 25° Celsius beweideten nicht nur die berühmten Urpferdchen die grün bewachsenen und teilweise sumpfigen Uferzonen. Rund um den in einem Vulkankrater entstandenen Messelsee, der zu der Zeit von einem dicht bewachsenen Urwald umgeben war, lebten frühe Huf- und Nagetiere, die Vorfahren unserer Vögel flogen über das von Algen bewachsene Wasser, Insekten schwirrten durch die Luft und vermutlich lagen die kaltblütigen Reptilien auch damals schon etwas träge in der Sonne.

Bei den seit 1975 systematisch durchgeführten Grabungen des Forschungsinstituts Senckenberg werden pro Jahr durchschnittlich 3000 fossile Arten aus den Ölschieferplatten der Grube Messel geborgen. Einige repräsentative und besonders gut erhaltene Tiere wurden jetzt der Öffentlichkeit vorgestellt. Fauchende Monster — sensationelle Funde aus der Grube Messel weiterlesen

Der neuronale Ursprung des Glaubens.

Video: How Do Your Superstitions Get Started? (Wie dein Aberglaube anfängt).

In der Antike wohnte Zeus, der mächtigste Gott der Griechen, auf dem Olymp. Heutige Neurowissenschaftler haben dagegen einen obersten Lenker im Hippocampus des menschlichen Gehirns aufgespürt. Haben sie die Wurzeln des Glaubens gefunden?

Ins Grübeln kamen die Forscher schon vor Jahrzehnten, als der US-amerikanische Psychologe Burrhus F. Skinner seine Untersuchungen zur Entstehung des Aberglaubens Ende der 1940er Jahre durchführte und veröffentlichte. Laut der Fachzeitschrift „Monitor on Psychology” ist Skinner der bedeutendste Psychologe des 20. Jahrhunderts.

Die Psychologie versteht unter Aberglauben keineswegs eine von den Dogmen der Kirche abweichende Glaubensform. Vielmehr gilt ein irrationales Regelwissen, das sich nicht objektiv bestätigen lässt, als Aberglaube. Irrationale Verhaltensformen zählen ebenfalls dazu. Zum Aberglauben gehört, dass Menschen an einem Freitag, den 13. nicht aus dem Haus gehen wollen, damit ihnen kein Unglück passiert oder dass sie glauben, ein persönlicher Talisman sei ursächlich für ihr Glück.

Aberglaube und Glaube hängen eng zusammen. Unter Glauben im nichtreligiösen Sinn versteht man, dass ein Sachverhalt hypothetisch für wahr gehalten wird. Das lässt im Gegensatz zum Aberglauben die Möglichkeit des Irrtums zu, ganz nach dem Motto: »Es könnte auch anders sein«. Glauben im religiösen Sinn lässt dagegen nicht zu, dass es auch anders sein könnte. Insofern gleichen religiös motivierter Glaube und die daraus folgenden Verhaltensformen dem unbestätigten Regelwissen, das in den nächsten Abschnitten näher beleuchtet wird. Der neuronale Ursprung des Glaubens. weiterlesen

Verblüffende Mathematikfähigkeiten von Bienen

(idw). Ein Mensch bekommt ganz kurz eine Schachtel mit Bohnen gezeigt. Er soll sagen, wie viele es sind. Liegen bis zu vier Bohnen drin, stimmt die Antwort immer, bei fünf und mehr Bohnen ist sie meist falsch. Ein ähnliches Experiment haben Forscher nun mit Bienen gemacht – das Ergebnis ist verblüffend.

Dass Menschen eine Menge aus vier oder weniger Objekten stets fehlerfrei schätzen, ist seit 1871 bekannt. Es war der englische Ökonom W.S. Jevons, der das Bohnen-Experiment durchführte und die Ergebnisse im Wissenschaftsjournal Nature publizierte. Ab fünf und mehr Bohnen konnten seine Versuchspersonen die genaue Menge nur dann nennen, wenn sie länger in die Schachtel sehen und die Bohnen zählen durften.

Mengen aus weniger als fünf Gegenständen auf einen Blick erfassen und voneinander unterscheiden: Mit dieser Fähigkeit steht der Mensch nicht alleine da. Auch Affen, Tauben und andere Wirbeltiere können das, wie spätere Untersuchungen gezeigt haben.

Sogar Honigbienen sind dazu in der Lage. Das berichten Forscher vom Biozentrum der Universität Würzburg mit Kollegen aus Canberra (Australien) im Online-Journal PLoS ONE. “Damit haben wir erstmals nachgewiesen, dass auch wirbellose Tiere zahlenkompetent sind”, sagt Professor Jürgen Tautz von der Würzburger Beegroup.

Ablauf der Experimente

Wie die Wissenschaftler das herausfanden? Sie ließen ihre Bienen zu zwei nebeneinander stehenden Tafeln fliegen, die optisch unterschiedlich gestaltet waren. Auf der einen Tafel waren zwei Objekte abgebildet, auf der anderen nur eines.

Jede Tafel hatte außerdem ein Loch, durch das die Bienen fliegen konnten. Hinter der Tafel mit den zwei Objekten drauf fanden sie stets eine Belohnung, nämlich ein Schälchen mit zuckersüßem Wasser. Schnell hatten sie gelernt, wo das Futter versteckt war, und flogen nur noch zur Tafel mit den zwei Objekten.

Nun stellten die Forscher die Bienen auf die Probe. Sie veränderten die Anordnung der Tafeln sowie Anzahl, Farbe und Form der darauf abgebildeten Objekte.

Ergebnis: Die Bienen flogen immer zu der Tafel, auf der zwei Objekte zu sehen waren. Ob die Tafel rechts oder links stand, ob es sich bei den Gegenständen um rote Äpfel oder gelbe Punkte handelte, war ihnen egal – nur zwei mussten es sein. Zwei Objekte bedeuten Futter, das hatten die Bienen zuvor gelernt. Die richtige Tafel konnten sie auf Anhieb identifizieren.

Diesen Versuch spielten die Forscher wieder und wieder durch. Sie trainierten die Bienen mal auf Tafelpaare mit zwei und drei Objekten, dann auf welche mit drei und vier Objekten. Immer fanden die Bienen schnell heraus, zu welcher Tafel sie fliegen mussten. Erst bei Tafelpaarungen mit vier und fünf oder höheren Objektmengen scheiterten sie.

Vorteil für die Bienen

Kleine Mengen korrekt zu schätzen – worin könnte die biologische Bedeutung dieser Leistung für den Bienen-Alltag liegen? Vielleicht machen die Insekten davon Gebrauch, um schnell die Zahl der Blüten an einem Zweig oder die Zahl anderer Bienen auf einer Blüte abschätzen zu können. Und um sich dann ebenso schnell zwischen den Optionen “Landen” oder “Durchstarten” zu entscheiden.

Wozu die Bienen diese neu entdeckte Fähigkeit wirklich nutzen, das erforscht der Würzburger Doktorand Mario Pahl. Er hält sich zurzeit in Canberra auf – dort ist jetzt Sommer, und so kann er im Freiland mit Bienen experimentieren.

Antike Hochkulturen: Bruch zwischen vier und fünf

Auf eine kulturelle Besonderheit weist Professor Hans Joachim Gross, Mitglied der Beegroup und emeritierter Inhaber des Würzburger Lehrstuhls für Biochemie, angesichts des neuen Forschungsergebnisses hin: In vielen antiken Hochkulturen gibt es einen auffallenden Bruch beim Übergang von der Zahl 4 zur Zahl 5.

In der frühesten römischen Antike beispielsweise wurden die Ziffern 1 bis 8 so geschrieben: I, II, III, IIII, V, VI, VII, VIII. Im antiken Südarabien schrieben die Menschen I, II, III, IIII, U, UI, UII, UIII. Und bei den Maya in Mittelamerika sahen die Zahlen von 1 bis 8 so aus:*, **, ***, ****, I, *I, **I, ***I.

“In diesen Hochkulturen mit einem entwickelten Kalender- und Rechnungswesen hat man bewusst oder unbewusst gefühlt oder verstanden, dass Objektzahlen bis vier ohne zu zählen richtig und fehlerfrei erkannt werden und dass bereits bei fünf Punkten oder Strichen gezählt werden muss. So hat man für die Zahl fünf eigene, neue Zeichen erfunden”, so die Wissenschaftler.

Schneller rechnen: Eigene Zeichen für fünf und zehn

Der Mensch von heute? Wenn er mit Strichlisten zählt, dann macht er bis zur Zahl vier jeweils einen Strich (I, II, III, IIII). Aber statt IIIII für fünf zu schreiben, streicht er einfach die IIII mit einem Querstrich durch – und hat damit ein neues Zeichen geschaffen, das ihm das Abzählen von fünf Strichen erspart.

“Die Erfindung eines eigenen, neuen Zeichens für die Fünf beziehungsweise die Zehn macht es dem Menschen möglich, auch Zahlen wie VII und VIII auf einen Blick als sieben oder acht zu erkennen – ohne zählen zu müssen”, sagen die Forscher. Auf diese Weise könne man erheblich schneller rechnen. Dasselbe gelte für XII, XIII oder XXII etc.

“Number-based visual generalisation in the honeybee”, Hans J. Gross, Mario Pahl, Aung Si, Hong Zhu, Jürgen Tautz & Shaowu Zhang, PLoS ONE 4(1): e4263. doi:10.1371/journal.pone.0004263. Online publiziert am 28. Januar 2009

Weitere Informationen: Prof. Dr. Jürgen Tautz, T (0931) 31-84319, tautz@biozentrum.uni-wuerzburg.de, und Prof. Dr. Hans Joachim Gross, T (0931) 31-84027, https://www.beegroup.de

Das neue Gesicht der Wirklichkeit

Der Theologe Adolf von Harnack (1851- 1930) hat die theoretischen Physiker als die wahren Philosophen des 20. Jahrhunderts bezeichnet. Die Notwendigkeit zu philosophieren ergab sich vor allem durch die Schlüsselposition, die der Beobachter in der Quantentheorie einnimmt. Im täglichen Leben wird niemand behaupten, dass der Mond nur dann am Himmel steht, wenn wir ihn anschauen. Aber in der Mikrowelt entscheidet sich das Ergebnis eines Experiments tatsächlich erst durch die Messung. Oder anders herum: Bevor eine quantenphysikalische Größe gemessen wird, hat sie keinen bestimmten Wert. Beispielsweise kann ein Elektron in einem von der Umgebung isolierten Atom sich gleichzeitig auf zwei verschiedenen Kreisbahnen um den Kern bewegen [man spricht von der ‘Überlagerung der Zustände’]. Damit besitzt es keinen bestimmten Energiewert – solange, bis der Physiker eine Messung vornimmt. Misst man direkt nach dieser Messung das Elektron noch einmal, kommt wieder der Wert aus der ersten Messung heraus. Denn durch die erste Messung ist der vorher unbestimmte Zustand eindeutig festgelegt worden.

In modernen Experimenten ist es bereits gelungen, Atome zu erzeugen, die sich gleichzeitig in zwei verschiedenen Zuständen befinden. Unlängst gelang es sogar Forschern im US-amerikanischen Stony Brook, einen supraleitenden Strom zu erzeugen, der gleichzeitig in zwei verschiedenen Richtungen floss. Solche Versuche sind besonders knifflig, da man eine Möglichkeit finden muss, die überlagerten Zustände auf indirektem Weg nachzuweisen, denn eine direkte Messung würde die Überlagerung aufheben.

Der Einfluß des Beobachters ist in der Quantenwelt entscheidend. Wie aber sein „Eingreifen“ genau zu verstehen ist und wo die Grenze zwischen Alltags- und Quantenwelt tatsächlich liegt, ist bis heute nicht geklärt. Besitzt der Beobachter eine Sonderstellung, die ihn über die Materie erhebt, oder ist er selbst eine Überlagerung quantenmechanischer Zustände? In den Anfängen der Quantentheorie wurde von einigen Wissenschaftlern tatsächlich die „Geist-über-Materie“- Interpretation vertreten: das menschliche Bewusstsein sei, so behaupteten sie, nicht den Regeln der Quantenmechanik unterworfen, da diese nur für Materie gälten. Auf Grund dieser Sonderstellung könnten wir durch bloße Beobachtung bewirken, dass Objekte von unbestimmten Zuständen in ein konkretes Dasein treten. Solch eine Erklärung würde aber bedeuten, dass Messapparate alleine keine eindeutigen Ergebnisse bei einem Experiment produzieren könnten. Es wäre immer ein menschlicher Beobachter nötig, der diese Ergebnisse registriert und sie dadurch erst von der quantenmechanischen Überlagerung in die Eindeutigkeit der Alltagswelt überführt. Diese Interpretation der Quantenphysik hätte natürlich bizarre Konsequenzen: Ein Wissenschaflter könnte dann nämlich ein Messprotokoll – ohne es anzuschauen – vervielfältigen und an Physikinstitute in aller Welt verschicken. Die Ergebnisse auf den Papieren blieben solange vieldeutig, bis der erste Physiker sein Exemplar des Protokolls angesehen hätte. In diesem Augenblick wären auch die Ergebnisse auf allen anderen Kopien wie durch Zauberei festgelegt. Ein Effekt, der dem Fall der Zwillingsphotonen ähnelt, diesmal aber Objekte aus der Alltagswelt betreffen würde!

Einen noch phantastischer klingenden Vorschlag zur Interpretation des Messprozesses machte 1957 der amerikanische Physiker Hugh Everett. Er ging davon aus, dass der Beobachter sich in mehrere Kopien seiner selbst aufspaltet und dadurch jeden möglichen Ausgang eines Experiments sieht. Der Beobachter merkt nur deshalb nichts davon, weil jede Kopie nach der Beobachtung in ihrem eigenen, parallel existierenden Universum weiterlebt. Da für jedes denkbare Ergebnis jeder quantenmechanischen Wechselwirkung Kopien des jeweiligen Beobachters entstehen, existieren Everetts Theorie zufolge eine fast unendliche Zahl paralleler Universen nebeneinander.

Umstritten ist im Rahmen dieser Theorie die Frage, ob wir andere Universen besuchen könnten. Der britische Physiker David Deutsch bejaht dies und kommt zu dem überraschenden Schluss, dass Zeitreisen in Everetts „Viele-Welten-Theorie“ ohne Widersprüche möglich wären. Eines der wichtigsten Argumente gegen Ausflüge in die Vergangenheit ist nämlich, dass der Zeitreisende in der Vergangenheit seine eigene Geburt verhindern und somit ein Paradoxon erzeugen könnte. Dieses Argument ist aber in einem „Multiversum“ nicht stichhaltig: Denn ein Zeitreisender könnte sich in die Vergangenheit jedes parallelen Universums begeben und dort die Geburt seines „Doubels“ verhindern, ohne dass ein logischer Fehler auftreten würde.

Die meisten Physiker sind der Überzeugung, dass die beiden vorgestellten extremen Sichtweisen bei der Interpretation der Quantentheorie noch nicht der Weisheit letzter Schluss sind. Und letztendlich ist dies eben eine philosophische Diskussion. Bereits Niels Bohr vertrat die pragmatische Sichtweise, die Physik könne lediglich Aussagen über Dinge machen, die der Messung zugänglich sind. Über den Rest empfahl er zu schweigen. Oder, wie Wolfgang Pauli es formulierte: „Ob etwas, worüber man nichts wissen kann, doch existiert, darüber soll man sich … doch wohl ebensowenig den Kopf zerbrechen, wie über die alte Frage, wieviele Engel auf einer Nadelspitze sitzen können.“ (Quelle: Themenheft »Entdeckung des Zufalls«, BMBF, Dezember 2000)

Eine völlig neue Erklärung für das rätselhafte Verhalten der Photonen und für andere Phänomene der Quantenphysik findet sich im Buch Unsterbliches Bewusstsein: Raumzeit-Phänomene, Beweise und Visionen. Dort wird wohl zum ersten Mal der physikalische Nachweis geführt, dass Bewusstsein eine Energieart ist, auf der alles was existiert, aufbaut. Mit dieser Erkenntnis bekommt unsere Wirklichkeit eine neues Gesicht.