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Forschung im Nürnberger Tiergarten


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Kannst du dein Vorgehen kurz erklären?

Ich arbeite mit den Delfinen unter Verwendung des sog. „Go/No-Go-Prinzips“.

Licht-Reiz (Foto: Tim Hüttner)

Licht-Reiz
(Foto: Tim Hüttner)

Wasser-Reiz (Foto: Tim Hüttner)

Wasser-Reiz
(Foto: Tim Hüttner)

Da wir den Delfin ja nicht einfach fragen können, ob er das elektrische Feld wahrgenommen hat, benötigen wir ein Verfahren, mit dem der Delfin uns mitteilen kann, ob er etwas gespürt hat oder eben nicht.

Das Go/No-Go-Verfahren ist ein sehr einfaches Verfahren in der Wahrnehmungsforschung und bedeutet lediglich, dass der Delfin – sobald er ein Signal (Go-Durchgang) wahrgenommen hat – die Versuchsapparatur verlassen und zu seinem Trainer zurückkehren soll. Dort gibt es dann für die richtige Entscheidung eine Belohnung.

Erfolgt kein Signal (No-Go-Durchgang), so soll der Delfin für mindestens zwölf Sekunden in der Apparatur stationieren.

Auch diese korrekte Entscheidung – nämlich zu warten – wird erst durch einen Pfiff mit der Trainingspfeife und anschließend durch einen Fisch belohnt.

Versuchs-Vorrichtung mit verschiedenen Stimulanzen 1: schwacher elektrischer Reiz 2: Wasserstrahl 3: Lichtreiz (Foto: Tim Hüttner)

Versuchs-Vorrichtung mit verschiedenen Stimulanzen
1: schwacher elektrischer Reiz
2: Wasserstrahl
3: Lichtreiz
(Foto: Tim Hüttner)

Eine Versuchssitzung besteht aus zufällig und nicht vorhersagbar angeordneten Go- bzw. No-Go-Durchgängen.

Wie war die Abfolge des Versuchsverlaufs?

  • Ganz zu Beginn haben wir mit den Delfinen das Go/No-Go-Verfahren mithilfe von verschiedenen Tönen trainiert. Hier kamen beispielsweise eine Trillerpfeife, eine Fahrradklingel und später einzelne Töne einer Kindermelodica zum Einsatz. Als wir uns dann sicher waren, dass Kai das Verfahren verinnerlicht und verstanden hatte, haben wir getestet, ob er nun das Go/No-Go-Verfahren auch auf neue Reizdimensionen, also eine andere Sinnesebene übertragen würde.
  • Dafür haben wir dann ein visuelles Signal verwendet und haben einfach nur die beiden an der Apparatur befestigten LED-Lampen angeschaltet. Kai hat sofort richtig geantwortet und die Apparatur nach Anschalten des Lichts verlassen.
Mit dieser Vorrichtung wird die Elektrorezeption der Delfine erforscht. 1: Sichtschutz 2: Target 3: Lampe 4: Hier schwimmt der Delfin rein. (Foto: Tim Hüttner)

1: Sichtschutz
2: Target
3: Lampe
4: Hier schwimmt der Delfin rein.
(Foto: Tim Hüttner)

Vorrichtung mit verschiedenen Sinnes-Stimulanzen 1-4: Verschiedene Reizquellen 5: Monitorüberwachung 6: Trainer (Foto: Tim Hüttner)

Vorrichtung mit verschiedenen Sinnes-Stimulanzen
1-4: Verschiedene Reizquellen
5: Monitorüberwachung
6: Trainer
(Foto: Tim Hüttner)

  • Im weiteren Verlauf des Versuchs wurde später noch ein drittes neues Signal für eine weitere Sinnesebene eingesetzt. Diesmal war es ein taktiles Signal, also ein Signal, das Kai auf der Haut spüren konnte. Das war nichts anderes als ein Wasserschlauch, der oberhalb des Delfinschnabels angebracht war. Kai zeigte auch hier, wie bereits bei den ersten Tests auf das visuelle Signal die gewünschte Go-Reaktion und verließ nach Aufdrehen des Wassers korrekterweise die Versuchsapparatur.
  • Im letzten Schritt haben wir dann nun auch Versuche mit elektrischen Reizen durchgeführt. Nachdem Kai auf die Spontantests mit dem visuellen und dem taktilen Signal einen sofortigen Transfer des mithilfe von Tönen gelernten Go/No-Go-Verfahrens gezeigt hatte, hofften wir, dass er dies dann auch bei den elektrischen Reizen zeigen würden, sofern er diese auch wirklich wahrnehmen würde.

Gibt es bereits Ergebnisse?

Erste Ergebnisse gibt es. Am Ende meiner Versuche für meine Masterarbeit testete ich mit Kai auch elektrische Reize und bei Reizen mit einer elektrischen Feldstärke von 1 bis 2 Millivolt pro Zentimeter reagierte Kai eindeutig auf die elektrischen Signale.

(Anmerkung Meeresakrobaten: Diese Impulse sind etwa 10.000 Mal schwächer als diejenigen, die von einer 9-Volt-Batterie als Reiz ausgehen.)

Geringer Stromreiz (Foto: Tim Hüttner)

Geringer Stromreiz
(Foto: Tim Hüttner)

Wir haben also den ersten Hinweis, dass neben dem Sotalia-Delfin auch Große Tümmler in der Lage sind, elektrische Reize wahrzunehmen. Allerdings ist die Anzahl an Durchgängen noch zu gering, um statistisch standhafte Aussagen treffen zu können.

Bis wann werden deine Studien voraussichtlich abgeschlossen sein?

Gute Frage … Ich sag mal in 3-5 Jahren ;o))

Nachtrag Meeresakrobaten

Der Wal-Experte und Tierpräparator Günther Behrmann hat in seiner Arbeit Anatomie des Zahnwalkopfes (2000) die elektrosensorischen Felder im Gehirn eines Schweinswals folgendermaßen beschrieben:

„1996 wurden im Rautenhirn (Rhombcephalon) des Schweinswals Phocoena phocoena Felder entdeckt, in denen bis zu 250 Mikrometer große Neuronen liegen. Vergleichbare Felder (Lobi electrici) besitzen nur Fische mit elektrischen Organen. Schon früher (Behrmann, 1988) wurden am Rand der Zungen von Zahnwalen Rezeptoren nachgewiesen, die morphologisch mit den Elektrorezeptoren der Mormyridfische vergleichbar sind. Dennoch ist die Existenz eines elektromagnetischen Sinnes nicht gesichert, weil eine nervöse Verbindung zwischen den Rezeptoren und den Neuronen bisher nicht nachgewiesen werden konnte.“

Lesetipps zum Thema

* Delfine und der sechste Sinn
* Delfine haben Elektrosinn
* Funktionsmorphologie und postnatale Transformation der Vibrissenkrypten bei Zahnwalen (Odontoceti)
* Anatomie des Zahnwalkopfes
* Ist da Strom drauf? (Tiergartenzeitung April 2016)

4 Kommentare

  1. Pingback: Meeresakrobaten | Guten-Abend-Ticker im Juni

  2. Anmerkung von einem Elektoringenieur:

    Für den Menschen spürbar sind Ströme von 0,0005 A, was bei einem Körperwiderstand von durchschnittlich 2000 Ohm (laut VDE Richtlinie 0100) Spannungen von ca. 1 V erfordert – oder im Wasser irgendwas um die 0,75 – 1 V/m.

    (Lebens-) gefährlich wird’s ab dem 50-fachen (0,02 A Körperstrom bzw. 50 V/m im Wasser -> willentlich nicht mehr beeinflussbare Muskelkontraktion, sowie pathogene Elektrolysevorgänge, die bei längerer Einwirkung zur Gewebezerstörung führen).

    Die von Rüdiger genannten Feldstärken in (trockener) Luft sind nochmal eine komplett andere Sache – zudem macht es einen gewaltigen Unterschied, ob es sich um statische Felder (Gewitterwolke), langsam veränderliche (Bahnstrom/Hochspannungsleitungen) oder Hochfrequenz-Felder (Funkwellen UKW / HF / UHF / „Handystrahlung“) handelt.
    An der Luft sind (statische) Feldstärken bis über 10.000 V/m zumindest kurrzeitig völlig harmlos, solange es nicht zu Überschlägen kommt. Die Durchschlaggrenze liegt (je nach Luftfeuchtigkeit) zwischen 100.000 V/m (sicher kein Überschlag) und 1.000.000 V/m (garantierter Überschlag)
    Insofern führen diese Vergleiche komplett in die Irre.

    Was Delfine offenbar spüren können, sind Feldstärken, die durch das Nervensystem und die Muskeln von Menschen und Tieren verursacht werden, und diese liegen fast 1000-fach niedriger, als das, was ein Mensch gerade noch wahrnehmen kann. Sie liegen in einem Bereich, für den man schon ziemlich aufwändige Meßinstrumente auffahren muss, um sie überhaupt messen zu können.

    Von daher ist es eine wirklich sensationelle Entdeckung, dass Delfine offenbar einen weiteren, beim Menschen nicht vorhandenen Sinn besitzen!

    geschrieben von Norbert
  3. Vielen Dank für die interessante Ergänzung, Rüdiger!

    geschrieben von Susanne
  4. Hochinteressanter Beitrag, dennoch nehme ich an, dass sich die meisten Menschen generell unter dem Begriff „elektrisches Feld“ und speziell unter „elektrischem Feld mit einer Feldstärke von 1 mV/cm“ (das ist die elektrische Feldstärke in Hüttners Versuchen) nichts vorstellen können.

    Dazu muss gesagt werden, dass auch in der Natur treten elektrische Felder auftreten, je nach Jahreszeit und Wetter mit Feldstärken zwischen 130 bis 270 V/m (http://www4.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/6507/). Umgerechnet in die von Hüttner verwendete Einheit mV/cm sind das 1300 bis 2700 mV/cm. Man hat als bereits bei „normalem Wetter“ (an Luft!) 1000 bis 3000 Mal höhere Feldstärken, als die, die Hüttner in seinen Versuchen verwendet.

    Bei Gewittern steigt die Feldstärke dann schon mal auf 3 kV/m bis 20 KV/m (respektive 30.000 mV/cm bis 200.000 mV/cm) an. Bei Blitzen ist die Feldstärke dann nochmal 10 bis 15 mal höher.

    Manche Menschen reagieren auf „Elektrosmog“. Dazu muss die Feldstärke aber 1 kV/m oder 10.000 mV/cm übersteigen. Diese oft „Elektrosmog“ genannten Felder sind dann aber bereits 10.000 Mal stärker als die, auf die Delfine reagieren können. Insofern ist die Sinnesleistung der Delfine für mich phänomenal.

    geschrieben von Rüdiger

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