Schwärme: Mechanik, Dynamik, Struktur und Funktionsweise

Heuschrecken haben keinen König

CoverAlles beginnt mit der Heuschreckenplage. Ein uraltes Phänomen. 1875 gewissenhaft dokumentiert: 12.5 Billionen Tiere, die u. a. die kleine Farm (aus „Unsere kleine Farm„) kahl fraßen. Ein Schwarm, der 175 x 2.000 km (!!!) groß war. Oha.

Ortswechsel: In Asien blinken Leuchtkäfer synchrone Lichtvorführungen in den Dschungel, Tausende Käfer in perfekter Harmonie, im selben Rhythmus. Solche und andere faszinierende und auf den ersten Blick kaum zu erklärende Vorgänge haben Forschende aus Mathematik und Physik zusammengebracht, sich mit anderen aus der Biologie zusammen zu tun, um die Strukturen hinter den Beobachtungen zu ergründen.

Wie werden aus einzelnen Heuschrecken sonnenverdunkelnde Wolken von Wanderheuschrecken? Was passiert mit Darwins „Survival of the fittest“, wenn sich z. B. Arbeiterinnen (Ameisen, Bienen etc.) gar nicht fortpflanzen? Wie macht die Evolution das? Wieso findet ein von England nach Amerika per Kiste und Flugzeug verfrachteter Vogel wieder zurück und warum kann er das in so kurzer Zeit schaffen?

Diese und mehr Fragen stellen sich, während ich das Buch lese. Die meisten werden beantwortet, andere, unerwartete Fragen eröffnen sich. Und machen mich wieder neugierig auf diese verdammt interessante Welt da draußen. Wie entsteht das Verhalten von Insekten- und Vogelschwärmen, ohne dass es zentral koordiniert wird? Was hat das Schwarmverhalten von Fischen und Käfern mit Magnetismus und Laserstrahlung zu tun? Der Autor ist Physiker, er widmet sich diesen faszinierenden Themen und unerwarteten Verbindungen.

Wo verstecken sich die Antworten? Interdisziplinär: Biologie, Physik, Mathematik. Informatik spielt auch mit. Zugrunde liegende Muster und emergente Ordnungsprinzipien teilen sich in vielfältigen Phänomenen mit. Ähnlichkeiten und Naturgesetze erschließen sich mir, wo ich nicht damit gerechnet hatte. Ferromagneten und Baby-Heuschrecken folgen denselben Selbstorganisationsregeln. Wow.

Das Buch zeigt Parallelen der biologischen Vorgängen zu physikalischen und technischen Prozessen. Angedeutet wird am Rande auch, was das tierische Verhalten und menschliche Gesellschaften verbindet.

Es wird ein bisschen Mathematik benötigt, chemische Grundvorstellungen (z. B. Atomkern und Elektronen auf ihren verschiedenen Energieebenen) und Physik werden in Erinnerung gerufen. Die angeführte Wissenschaft ist gut verständlich erklärt; ist man gerade denkfaul, kann man auch einfach z. B. die mathematischen Erläuterungen überspringen und trotzdem noch folgen.

Schade, dass die Bebilderung schwarzweiß ist; da wäre Farbe nett. Außerdem hätte man bei den Bienen und Ameisen sehr gut Brutpflegerinnen, Nestbauerinnen, Nahrungssammlerinnen und Soldatinnen schreiben können – schließlich sind das alles weibliche Wesen. Dafür ist das Buch sehr überschaubare rund 120 Seiten dünn. Erstaunlich, wieviel man da hinein packen kann! Und im Anhang kann man dann noch tiefer in die Wissenschaft eintauchen, wenn man möchte.

Fazit: Aus einfachen Gesetzmäßigkeiten entstehen komplexe Phänomene – interessant, spannend, weckt jede Menge Neugier! Mehr davon!!

Themen

  • Wie bildet sich ein Schwarm?
  • Wie sind Schwärme strukturiert?
  • Wie kommunzieren die Schwarmmitglieder?
  • Wer koordiniert das Ganze?
  • Wie orientiert sich so ein Schwarm?
  • Wie finden Schwärme ihren Weg?
  • Staaten und Kasten im Schwarm

Helmut Satz: „Heuschrecken haben keinen König. Schwarmbildung und Selbstorganisation in Tierwelt, Physik und Informatik“. Wiley-VCH 2021. 24,90 EUR. ISBN 978-3-527-34749-0.

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Eine Antwort auf „Schwärme: Mechanik, Dynamik, Struktur und Funktionsweise“

  1. Bei den Bienen sind die Arbeiterinnen alles, und zwar zeitlich nacheinander. Es gibt keine festen Rollen.
    Ich finde es gut, wenn man in einem Sachbuch beim gleichen Begriff bleibt.
    Imkereibücher, wo immer wieder neue Namen für die Königin und Arbeiterinnen erfunden werden finde ich nicht gut, weil Anfänger nachher glauben könnten, dass das alles gebräuchliche Fachbegriffe sind.

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