{"id":20424,"date":"2026-08-11T06:44:38","date_gmt":"2026-08-11T03:44:38","guid":{"rendered":"https:\/\/imgist.ru\/muravinye-kolonii-pulsiruyut-podobno-fizicheskoj-sisteme-i-uchenye-nachinayut-ponimat-chto-ih-zapuskaet\/"},"modified":"2026-08-29T12:22:04","modified_gmt":"2026-08-29T09:22:04","slug":"ameisenkolonien-pulsieren-wie-ein-physikalisches-system-und-wissenschaftler-beginnen-zu-verstehen-was-diese-pulsationen-auslost","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/imgist.ru\/de\/muravinye-kolonii-pulsiruyut-podobno-fizicheskoj-sisteme-i-uchenye-nachinayut-ponimat-chto-ih-zapuskaet\/","title":{"rendered":"Ameisenkolonien pulsieren wie ein physikalisches System, und Wissenschaftler beginnen zu verstehen, was sie antreibt."},"content":{"rendered":"

Ein Ameisennest kann wie eine Ansammlung winziger K\u00f6rper aussehen, die sich unabh\u00e4ngig voneinander bewegen.<\/p>\n

Doch hin und wieder geschieht etwas Erstaunliches: Fast augenblicklich wird der Gro\u00dfteil der Kolonie aktiv.<\/p>\n

Auf diese pl\u00f6tzlichen Aktivit\u00e4tsausbr\u00fcche, die als Aktivit\u00e4tsspitzen bezeichnet werden, folgen Perioden relativer Ruhe.<\/p>\n

Wissenschaftler vergleichen diese Lichtblitze mit Phasen\u00fcberg\u00e4ngen physikalischer Systeme und beobachten sie seit Jahrzehnten, aber wie ist das m\u00f6glich? viele Ameisen<\/a> Synchronisieren ohne Anf\u00fchrer bleibt unklar.<\/p>\n

Ein neues mathematisches Modell, das in einer in der Zeitschrift ver\u00f6ffentlichten Studie beschrieben wird. PRX<\/em> Leben<\/em> , Dies deutet darauf hin, dass Ameisenkolonien nach Erreichen eines kritischen Punktes pl\u00f6tzlich beginnen, sich zu synchronisieren.<\/p>\n

(Pebi WMF\/500px\/Getty Images)<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n

Bis zu diesem Zeitpunkt bewegen sich die Ameisen unabh\u00e4ngig voneinander. Sobald die Kolonie diesen Bereich jedoch durchquert, kann eine einzelne Ameise eine Aktivit\u00e4tswelle im gesamten Nest ausl\u00f6sen.<\/p>\n

\u00abDie Synchronisation ist nicht von einem bestimmten Individuum abh\u00e4ngig; jede Ameise kann als erste agieren\u00bb, sagt der Biologe Simon Garnier vom New Jersey Institute of Technology in einem von der American Physical Society ver\u00f6ffentlichten Artikel.<\/p>\n

Das Modell wurde in Zusammenarbeit mit Garnier, dem Maschinenbauingenieur Michael Napoli von der New York University und dem Stadtplanungsingenieur Maurizio Porfiri entwickelt.<\/p>\n

\u00abIn unserem Modell h\u00e4ngt das Auftreten von Aktivit\u00e4tsrhythmen eng von zwei Schl\u00fcsselfaktoren ab: Die Kolonie muss auf die Aktivit\u00e4t eines Individuums reagieren k\u00f6nnen \u2013 sensibel f\u00fcr soziale Ansteckung sein \u2013 und dieses Individuum muss die Aktivit\u00e4t viel schneller verbreiten als die Zeitspanne der Aktivit\u00e4tsspitzen\u00bb, sagte Napoli gegen\u00fcber ScienceAlert.<\/p>\n

\u00abDiese Entdeckung liefert Erkenntnisse \u00fcber andere komplexe Systeme, in denen zwar Aktivit\u00e4tsspitzen auftreten k\u00f6nnen, diese aber nicht aufrechterhalten werden, und das Fehlen einer dieser beiden Komponenten die Synchronisation st\u00f6rt.\u00bb.<\/p>\n

Die mithilfe eines mathematischen Modells generierten Aktivit\u00e4tsrhythmen zeigen Aktivit\u00e4tsphasen, die von Ruhephasen unterbrochen werden. (Mit freundlicher Genehmigung von Michael Napoli)<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n

Ameisenkolonien enthalten eine \u00fcberraschend hohe Anzahl inaktiver Arbeiterinnen, doch die Begegnung mit einer sich bewegenden Arbeiterin kann eine von ihnen dazu veranlassen, sich ebenfalls zu bewegen.<\/p>\n

Bisherige Modelle stellten diese soziale Aktivit\u00e4t als Wahrscheinlichkeit dar. Das neue Modell ber\u00fccksichtigt auch die f\u00fcr die Verbreitung der Aktivit\u00e4t notwendigen physischen Kontakte.<\/p>\n

In diesem Modell wechseln Ameisen zwischen drei Zust\u00e4nden: aktiv, inaktiv und stressresistent.<\/p>\n

Aktive Ameisen bewegen sich und k\u00f6nnen andere Ameisen in ihrer N\u00e4he mobilisieren. Inaktive Ameisen verharren regungslos, k\u00f6nnen aber zur Aktivit\u00e4t angeregt werden. Ruhige Ameisen bleiben ebenfalls regungslos und k\u00f6nnen vor\u00fcbergehend nicht aktiviert werden, wodurch unkontrollierte Aktivit\u00e4tsausbr\u00fcche verhindert werden.<\/p>\n

Die Modellparameter basierten auf fr\u00fcheren Messungen.<\/p>\n

Zwei Ameisen interagieren. (Maksim Shutov\/Unsplash)<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n

W\u00e4hrend der Simulation flaute die Aktivit\u00e4t ab und breitete sich dann wieder aus, wenn sich die Ameisen zu langsam bewegten oder zu selten aufeinandertrafen.<\/p>\n

Doch wenn Geschwindigkeit, Dichte oder Reichweite der Interaktionen einen kritischen Schwellenwert \u00fcberschritten, wurden die Begegnungen so h\u00e4ufig, dass sich die Aktivit\u00e4t einer einzelnen Ameise in der gesamten Kolonie ausbreitete.<\/p>\n

Napoli vergleicht diesen Effekt mit einem physikalischen Phasen\u00fcbergang, etwa dem Gefrieren von Wasser, hebt aber eine wichtige Einschr\u00e4nkung hervor.<\/p>\n

\u00abDer \u00dcbergang entscheidet dar\u00fcber, ob es zu einem Anstieg kommen wird, nicht dar\u00fcber, ob es in der n\u00e4chsten Zeitspanne zu einem Anstieg kommen wird\u00bb, sagte er.<\/p>\n

Das Modell kann daher nicht genau vorhersagen, wann eine ruhende Kolonie in einen aktiven Zustand \u00fcbergeht. Es ermittelt lediglich, ob sich die Kolonie in einem Zustand befindet, der zu synchronisierten Aktivit\u00e4tsausbr\u00fcchen f\u00e4hig ist.<\/p>\n

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Wie kann sich die Aktivit\u00e4t einer einzelnen Ameise im gesamten Nest ausbreiten, bevor sie ausstirbt?<\/p>\n

\u00abDas ist vielleicht das interessanteste Ergebnis der Studie\u00bb, sagte Napoli.<\/p>\n

Fr\u00fchere Studien haben gezeigt, dass Ameisenkolonien sich bei kollektiven Entscheidungen wie neuronale Netzwerke verhalten und ihre Aktionen bei der Reaktion auf Bedrohungen wie ein \u00abSuperorganismus\u00bb koordinieren k\u00f6nnen.<\/p>\n

\u00abWir haben festgestellt, dass die Aktivit\u00e4tsspitzen im Modell auf einen signifikanten Unterschied in der Zeitskala zwischen der Ameisenbewegung, die die Aktivit\u00e4t ausbreitet, und dem Zyklus der Verhaltens\u00fcberg\u00e4nge zur\u00fcckzuf\u00fchren sind, der die Spitzenperiode bestimmt\u00bb, sagte Napoli.<\/p>\n

\u00abDiese Trennung der Zeitskalen schafft die notwendigen Bedingungen f\u00fcr das Fortbestehen von Aktivit\u00e4tsausbr\u00fcchen und ist vergleichbar mit vielen kaskadierenden Entscheidungsprozessen in biologischen Systemen.\u00bb.<\/p>\n

Anders ausgedr\u00fcckt: Interaktionen beschleunigen die Ausbreitung von Aktivit\u00e4ten deutlich, schneller als der allgemeine Aktivit\u00e4ts- und Ruhezyklus der Kolonie abl\u00e4uft. Dadurch k\u00f6nnen Ameisen, ausgehend von einem einzelnen Individuum, ohne das Eingreifen eines Anf\u00fchrers von einer Kolonie zur anderen wandern.<\/p>\n

<\/figure>\n

Die simulierten Aktivit\u00e4tsspitzen stimmten im Allgemeinen mit den Beobachtungen fr\u00fcherer Studien \u00fcberein. Die neue Studie war jedoch eher mathematisch als experimentell ausgerichtet, und derzeit werden Versuche mit lebenden Ameisen durchgef\u00fchrt.<\/p>\n

\u00abDerzeit werden Experimente durchgef\u00fchrt und Daten analysiert, um das Modell anhand realer Daten zu testen.\u201c Daten \u00fcber Ameisen<\/a>\u00bb" Napoli sagte gegen\u00fcber ScienceAlert.<\/p>\n

\u00abWir sind insbesondere daran interessiert, die N\u00e4he der Kolonie zu einem Schwellenwert zu beurteilen, ab dem Aktivit\u00e4tsspitzen als Plattform f\u00fcr eine extrem schnelle Verbreitung von Informationen innerhalb des Nestes dienen k\u00f6nnen.\u00bb.<\/p>\n

Die Ergebnisse k\u00f6nnten Aufschluss dar\u00fcber geben, wie genau lebende Kolonien an dieser Schwelle arbeiten und ob Informationssch\u00fcbe einen effizienten Informationsaustausch erm\u00f6glichen. Etwaige evolution\u00e4re Vorteile bleiben unbekannt.<\/p>\n

Siehe auch:<\/strong> Kakerlaken besitzen ein "kollektives Ged\u00e4chtnis", das auf der Grundlage ihrer sozialen Bindungen gebildet wird.<\/strong><\/p>\n

Eine Studie aus dem Jahr 2023, die auf Modellrechnungen basierte, legte nahe, dass synchronisierte Bewegungen den Zugang in \u00fcberf\u00fcllten Nestern verbessern k\u00f6nnten, indem sie die durch inaktive Ameisen verursachten Hindernisse verringern.<\/p>\n

Eine Studie aus dem Jahr 2017 ergab jedoch, dass kurzfristige Aktivit\u00e4tszyklen den Informationsaustausch behindern k\u00f6nnen, wenn synchronisierte Inaktivit\u00e4t die Ketten des physischen Kontakts zwischen den Arbeitern unterbricht.<\/p>\n

Daher k\u00f6nnen Aktivit\u00e4tsspitzen mit Kompromissen zwischen Bewegung, Kommunikation, Energieverbrauch und Arbeitsorganisation einhergehen.<\/p>\n

Die Ergebnisse der Studie wurden ver\u00f6ffentlicht in PRX Life Magazin<\/em> .<\/p>\n

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Ein Ameisennest mag wie eine Ansammlung winziger K\u00f6rper aussehen, die sich unabh\u00e4ngig voneinander bewegen. Doch hin und wieder geschieht etwas Erstaunliches: Fast augenblicklich bewegt sich der Gro\u00dfteil der Kolonie\u2026<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":20425,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-20424","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news","hvn-theme-has-thumbnail"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20424","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20424"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20424\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":161965,"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20424\/revisions\/161965"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/20425"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20424"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20424"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/imgist.ru\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20424"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}