Identifizierung und Zugangskontrolle im Tierreich

Von Marie Oppermann, Lina Winkler und Lukas Velzke
(Universität Siegen, 022.07.2019)

Tiere kommunizieren durch Signale, die niemals zwecklos, sondern genauso wie beim Menschen von äußeren Stimuli abhängig sind, und eine bestimmte Intention beinhalten. Durch verschiedene Bedingungen der Kommunikation in der Tierwelt sowie Mechanismen der Signalfälschung, der Vortäuschung bestimmter Signale und Strategien des Tarnens verändern Tiere die „regulären“ Abläufe der Kommunikation und beeinflussen somit Authentifizierungspraktiken.

Zugang und Datengrundlage

Unser auf einem erkenntnisorientierten Forschungsdesign beruhendes Forschungsprojekt „Authentifizierung in der Tierwelt“ stützt sich auf die theorieorientierte Analyse einschlägiger, ausgewählter Literatur. So sind wir von der Grundannahme ausgegangen, dass Tiere untereinander kommunizieren und sich identifizieren können. Wir haben uns gefragt, welche speziellen Kommunikationsformen im Tierreich existieren, um die Kommunikation im Tierreich zu gewährleisten und haben die folgenden Hypothesen aufgestellt:

• H1: Eine Authentifizierung findet über spezielle Sinnesorgane statt.
• H2: Authentifizierung wird in der Tierwelt gleichgesetzt mit Kommunikation.
• H3: Je nach Tierart haben die Tiere verschiedene Sinnesorgane ausgebildet und können sich durch akustische, chemische, visuelle oder elektrische Signale verständigen und dementsprechend authentifizieren.

Das Projekt dient der Gewinnung eines Überblicks über die Besonderheiten der Kommunikation in der Tierwelt, deshalb wurde größtenteils keine Literatur hinzugezogen, die auf konkreten Studien zu bestimmten Tierarten beruht. Es existieren auch viele innerartliche Unterschiede (beispielsweise zwischen verschiedenen Ameisenarten), sodass der folgende Text nur einen kleinen Einblick in ein sehr weites und noch nicht gut erforschtes Forschungsgebiet bieten kann.

Die oben genannten Hypothesen konnten alle bestätigt werden. Im Laufe der Untersuchung hat sich ergeben, dass Authentifizierung in der Tierwelt maßgeblich durch die kommunikativen Muster und Strategien verschiedener Tiere bestimmt ist. Zudem wird eine übergeordnete Bedeutung der Rolle von chemischer bzw. olfaktorischer Kommunikation in der Tierwelt deutlich.

Authentifizierung in der Tierwelt

1. Kommunikation durch Signale

Bereits vom ersten Moment an, wenn Tiere noch als Organismen existieren, werden sie von internen und externen Stimuli beeinflusst, sodass der Dialog zwischen der „äußeren und inneren Umwelt“ (Kappeler, 2017. S. 499) nicht nur bei Menschen, sondern auch bei Organismen und Tieren von zentraler Bedeutung ist (vgl. ebd., S. 499). Zur Kommunikation innerhalb ihres Umfeldes mit ihren Artgenossen bedienen sich Tiere bestimmter Signale, die entweder Verhaltensweisen oder Körperstrukturen betreffen. (vgl. Franck, 1997. S. 116). Tiere können sich mittels dieser evolutionsbiologisch entwickelten Signale (Merkmale und Verhaltensmuster), die speziell zur Informationsübertragung evolviert sind und einen Vorteil für den Sender ergeben, verständigen (vgl. ebd., S. 116). Dabei sind die Signale des Senders, des reizaussendenden Tieres, und des Empfängers, des reizempfangenden Tieres, wechselseitig aneinander angepasst. Jedoch versendet kein Tier Signale unabsichtlich. Jedes Signal beinhaltet Informationen über die Motivation des Senders (vgl. ebd., S. 116). Kommunikation ist somit zusammenfassend der Prozess, in dem Sender speziell gestaltete Signale oder Verhaltensweisen nutzen, um das Verhalten des Empfängers zu verändern. Es gibt in der Tierwelt viele verschiedene Kommunikationsformen wie beispielsweise die optische, akustische, chemische und taktile Kommunikation (vgl. ebd., S. 116).

2. Bedingungen der Kommunikation

Ritualisation

Bei dem Prozess der Ritualisation wird eine Verhaltensweise für den Kommunikationspartner verdeutlicht und präzisiert oder es werden ursprünglich neutrale Verhaltensweisen in Verhaltensweisen mit Signalfunktion abgewandelt, um die Möglichkeit von Missverständnissen zu verringern. Somit wird durch die Ritualisation die Auffälligkeit der Signalhandlungen erhöht. Dies geschieht insbesondere durch Mittel der Übertreibung, der rhythmischen Wiederholung oder durch das Hervorheben auffälliger Körperstrukturen.

Tarnen

Die Täuschungsphänomene in der Natur sind sehr vielfältig, daher wird auch das Tarnen zur Kommunikation genutzt (vgl. Lunau, 2011. S. 11). So kann sich beispielsweise eine Schmetterlingsraupe als Vogelkothaufen tarnen, sodass der Signalempfänger denkt, es handele sich bei dem Tier um einen unbelebten Gegenstand bzw. um ein „uninteressantes Objekt“. Diese besondere Form der Tarnung wird in der Fachsprache als „Mimese“ bezeichnet (vgl. ebd., S. 11). Die verschiedenen Formen der Täuschung in der Tierwelt können als Formen der Anonymisierung und der ‚Identifizierungsblockierung‘ (Vogel, 2019. S. 19) beschrieben werden, und somit als ein Prozess, bei dem bewusst eine Individuen-fokussierte Authentifizierung umgangen wird. Vogel führt als Beispiel für eine ´Identifizierungsblockierung´ unter Menschen die ´Hacker- Kultur´ an (Vogel, 2019. S. 19), sodass an dieser Stelle Bezüge zwischen tierischen und menschlichen Authentifizierungspraktiken sichtbar werden.

Mimikry

„Mimikry ist eine Signalfälschung, bei der der Signalempfänger nicht zwischen dem ursprünglichen Signal, dessen Sender als Vorbild bezeichnet wird, und dem imitierten Signal, dessen Sender als Nachahmer bezeichnet wird, unterscheidet“ (ebd., S. 11). Dies bedeutet, dass das Mimikrysystem mindestens aus zwei Signalsendern und einem Signalempfänger besteht. Grob können verschiedene Begriffe zur Beschreibung von Täuschungen in der Natur unterschieden werden.

• Schutzmimikry: Bei der Schutzmimikry ist das Vorbild gefährlich und der Nachahmer ungefährlich.
• Lockmimikry: Signale des Nachahmers dienen zur Anlockung des Signalempfängers, der Signalempfänger reagiert mit Hinwendung auf das Vorbild und seinen Nachahmer.
• Automimikry: Vorbild und Nachahmer gehören derselben Tierart an, deshalb wird sie auch innerartliche Mimikry genannt (vgl. ebd., S. 12).

Täuschende Nachahmungen stellen dabei meist bestimmte Strategien dar, die durch erbliche Anpassungen bedingt sind. Wohingegen Taktiken, die zur bewussten Manipulation eines Signals dienen, in der Tierwelt eher selten Verwendung finden (vgl. ebd., S. 13).

Bluff

Beim Bluff werden Alarmrufe oder Drohsignale „gefälscht“. Bei den Rauchschwalben senden fremde Männchen Signale, im Alarmsignale im Sinne von akustischen Botschaften aus, um die weibliche Schwalbe, die in der Legephase ist, zu überlisten und ihren Partner aus dem Nest zu locken. Dabei versuchen die fremden Männchen, in der Zeit, in der der eigentliche Partner weg ist, das Schwalbenweibchen zu umwerben oder mit ihr zu kopulieren (vgl. ebd. S. 121).

Auch Körpervergrößerungsstrategien gelten als „Bluff“. Durch Körpervergrößerungsstrategien versuchen Tiere eindrucksvoller auf den Feind zu wirken. Die drohenden Tiere machen sich größer als sie sind und täuschen dadurch ihre Artgenossen. Viele Drohhandlungen ersetzen jedoch körperliche Kämpfe. Es ist davon auszugehen, dass in der Tierwelt eine „Balance zwischen Bluff und Skepsis“ vorliegt (ebd., S. 122). Drohsignale treten allerdings nur auf, wenn das Tier wirklich angriffsbereit ist. Manche Tierarten sind sich jedoch durchaus bestimmter Täuschungsstrategien bewusst, deshalb üben sie erstens fälschungssichere Drohsignale ein und probieren zweitens Gegenstrategien zur Entlarvung von Bluffs aus (vgl. ebd., S. 122).

3. Kommunikationsformen

Visuelle Kommunikation

Obwohl die Reichweite visueller Signale bei Wirbeltieren im Verhältnis zu anderen Signalhandlungen relativ begrenzt ist, sind sie besonders bei Wirbeltieren mit leistungsfähigen Linsenaugen weit verbreitet. Visuelle Signalhandlungen sind insbesondere im Bereich des „agonistischen Verhaltens“ und des „Fortpflanzungsverhaltens“ verbreitet (Franck, 1997. S. 116), sodass die visuelle Kommunikation vor allem in den Bereichen des Werbens und Warnens von Bedeutung ist.

Akustische Kommunikation

Akustische Signale sind sehr energieaufwändig, denn in bestimmten Lebensräumen werden die Frequenzen schnell von der Umwelt absorbiert (beispielsweise durch den Boden und einen dichtbesiedelten Wald) und sind somit gedämpft. Töne im Spektrum zwischen 1500 und 2500 Hertz weisen eine höhere (Signal-)Reichweite auf (ebd., S. 116 f.).

Chemische Kommunikation

Chemische Signale werden über Pheromone verbreitet. Sie sind älter und verbreiteter als visuelle oder akustische Signale. Über große Entfernungen können sie dank Duftmarken wirken. Neben Duftmarkierungen zur Wiedererkennung existieren noch Alarmpheromone, die Artgenossen auf unterschiedlichste Weise vor Gefahren schützen. Sexualpheromone sollen hingegen die potentiellen Partner anlocken (vgl. ebd., S. 117).

4. Kommunikationsformen an Tierbeispielen

4.1 Chemische / olfaktorische Kommunikation am Beispiel der Ameise

Ameisen besitzen besondere Formen der Kommunikation. In einem Ameisenstaat ermöglichen erst unzählige Interaktionen die innerartliche Kommunikation. Somit ist der Bestand einer Ameisenkolonie ein selbst organisierendes System (vgl. Moesch, 2009. S. 11). Die Ameisen sind in der Lage, Informationen durch Berührungsreize, Laute oder Duftstoffe zu übermitteln.

Die taktile Kommunikation, die primär bei der Futterübergabe von Mund zu Mund und beim „Betrillern“ (eine Drohgebärde und Aggressionsform) von Bedeutung ist, sowie die optische Kommunikation, die durch die kleinen Komplexaugen der Ameisen funktioniert, besitzen eine eher untergeordnete Rolle. Die Hintergründe der akustischen Kommunikation bei Ameisen sind eher ungeklärt. Man nimmt an, dass Ameisen über ihre Beingelenke fähig sind, Körperschall wahrzunehmen (vgl., ebd., S. 13). Sie können über ein „Stridulationsorgan“, dass aus winzigen Rippen besteht, Laute erzeugen (vgl., ebd., S. 14).

Die chemische, bzw. olfaktorische Kommunikation ist bei den Ameisen hingegen als „eine der wichtigsten Kommunikationsformen“ (ebd., S. 16) anzusehen und ist auch von besonderer Relevanz für die Authentifizierung der Ameisen untereinander. So dienen Spurstoffe zur Suche der Futterquelle, zur Rekrutierung von anderen Ameisen, als Sexuallockstoffe oder als Alarmsignale. Innerhalb der Nester können die Ameisen sich durch die besondere chemische Kennzeichnung voneinander unterscheiden. Sogar tote Ameisen werden von ihren Nestgenossinnen identifiziert (vgl. ebd., S. 12). Die komplexe, den Geruchssinn betreffende, Kommunikation geschieht durch von Tieren ausgeschüttete Pheromone, Kohlenwasserstoffe die verschiedene psychologische Wirkungen auf die Artgenossen besitzen (vgl. ebd., S. 16). Jedes Pheromon weist unterschiedliche Reichweiten auf und kann flüchtig oder langlebig sein. Insbesondere die Alarmierung erfolgt über chemische Stoffe, wie Hexanal, 1- Hexanol, 3- Udecanon oder 2- Butyl- 2- octanol (vgl. ebd., S. 17) (siehe Anhang, Abb.1). Alarmstoffe besitzen dabei maximal eine Reichweite von 6 cm und verlieren ihre Wirkung nach 35 Sekunden. Bei größeren Vorkommnissen alarmieren die Ameisen sich gegenseitig nach dem Prinzip des Schneeballeffekts (vgl. ebd., S. 21). „Propagandastoffe“ sind chemisch ausgesendete Stoffe zur  Alarmierung der Nestgenossinnen. Sie werden von den Ameisen, insbesondere von den sklavenhaltenden Ameisen, eingesetzt, um die Puppen, die später zu Sklaven werden, von anderen Ameisenkolonien zu rauben, in dem eine Ameise die Alarmierung vortäuscht. Diese Sklaven wiederum rauben Puppen von anderen Ameisenkolonien (vgl., ebd., S. 21). Die Puppe wird später dann selbst eine Sklavin. Auch die Rekrutierung zum Zwecke der Ausschöpfung neuer Nahrungsquellen oder zum Zwecke des Umzugs in ein neues Nest erfolgt über Pheromone. Dafür legt die Ameisenkundschafterin eine Duftspur. Die Kolonie folgt dieser Duftspur (vgl. ebd., S. 21 f.). Einige so markierte Wege müssen ständig erneuert werden. Es existieren aber auch Dauerstraßen, deren Pheromon – Markierungen über Wochen hinweg erhalten bleiben (vgl., ebd., S. 24).

Auch die Erkennung koloniefremder Ameisen geschieht aufgrund des Geruchs. Diese werden entweder getötet (wenn es ältere Ameisen sind) oder geduldet (bei jüngeren Arbeiterinnen). Der Kolonieduft setzt sich einerseits aus einer Lokalkomponente (Nahrung und Zusammensetzung des Nestmaterials) und andererseits aus dem individuellen Duft der einzelnen Ameisen (jede Ameise hat einen individuellen Duft und  einen der sie ihrer Gruppe zuordnet) in der Kolonie zusammen. Der individuelle Duft unterscheidet sich zwischen Arbeiterinnen, Innen- und Außendienst, Königinnen, Larven, Puppen, Eiern und toten Arbeiterinnen (vgl. ebd., S. 29). Die Duftkomponenten bewirken auch, dass der Königinnenduft die anderen Ameisen anlockt, sodass die Brut zur Königin getragen wird. Auch die Puppen und Eier werden an ihren chemischen Signalen erkannt, dadurch können artfremde Puppen erkannt und beseitigt werden (vgl. ebd., S. 29).

4.2 Chemische / akustische und mechanische Kommunikation am Beispiel der Hornisse

Die Hornissenkönigin ist elementar für die Regulierung des Soziallebens ihres Volkes. So werden von Arbeiterinnen gelegte Eier von anderen Arbeiterinnen gefressen. Die Arbeiterinnen überwachen sich gegenseitig und verhindern somit, dass sich andere fortpflanzen. Dieses Verhalten zeigt sich allerdings nur in Gegenwart der Königin. In orphanen (verwaisten) Völkern beginnen die Tiere nach kurzer Zeit mit der Eiablage. Diese Eier werden nicht gefressen, sodass Völker ohne Königin noch männliche Nachfahren hervorbringen können. Von der Königin abgegebene Pheromone dienen in diesem Kontext als reine Anwesenheits- und Fekunditätssignale (Fruchtbarkeitssignale) (vgl. Foster et al. 2002). Hornissen können Mitglieder ihres eigenen Volkes von Eindringlingen unterscheiden. Für die Erkennung von Nestgenossinnen spielen chemische Verbindungen auf der Epicuticula (oberste Hautschicht) eine entscheidende Rolle. Alkane, Methylalkane und Olefine erzeugen ein einzigartiges und koloniespezifisches cuticuläres Kohlenwasserstoffprofil (vgl. Ruther et al. 1998, 2002, Sieben 1999, Steinmetz 2002). Der sog. Nestgeruch ändert sich bedingt durch verschiedene Baumaterialien und ein wechselndes Futterangebot permanent, wodurch eine fortwährende Lernleistung der Tiere verlangt wird (vgl. Steinmetz 2002). Bei großen Hornissen- und Wespenvölkern werden am Nesteingang Wächter postiert, welche durch kurzes Abtasten mit ihren Antennen die Identität von ankommenden Tieren überprüfen und Eindringlingen den Zugang zum Nest verwehren. Durch Mimikry versuchen bestimmte Eindringlinge in das Nest einzudringen.

Neben der chemischen Kommunikation verfügen Hornissen ebenfalls über die Fähigkeit zur akustischen Kommunikation. Hungrige Hornissenlarven kratzen mit ihren Mandibeln (Mundwerkzeugen) an den Wänden ihrer Zelle und erzeugen dadurch ein Geräusch. Mit diesem Geräusch signalisieren sie den Arbeiterinnen, dass sie gefüttert werden müssen (vgl. Ishay 1976, Ishay, Landau 1972).

Ebenfalls kommunizieren Hornissen mechanisch (Kombination auf haptischer und taktiler Kommunikation). Diese Art der Kommunikation ist während der Trophallaxis (Weitergabe von flüssiger Nahrung) zwischen zwei adulten Tieren zu beobachten. Die flüssige Nahrung wird von den Sammlerinnen im Kropf zum Nest transportiert und auf Verlangen an Nestgenossinnen weitergegeben. Das ‚bettelnde‘ Tier betastet und betrillert mit seinen Antennen dabei die Mandibel der Spenderin und erhält daraufhin eine Portion Kropfinhalt. Das richtige Anwenden dieser Fühlersprache muss von jungen Hornissen erlernt werden (Spradbery 1973, Edwards 1980).

4.3 Akustische Kommunikation am Beispiel von Singvögeln

Die akustische Kommunikation der Singvögel ist eine Form des Verhaltens. Bei den Singvögeln ist der Gesang erlernt und nicht vererbt. Dadurch bezeichnet man sie auch als Nachahmer. Zwischen verschiedenen Artgenossen gibt es erstaunlicher Weise, wie beim Menschen, Dialekte.

Der Gesang von Singvögeln kann in vielen Hinsichten Bedeutungen haben. Somit ist die Tonfolge entscheidend und daraus ergibt sich der Sinn. Zum einen können die Tonfolge und die Melodie Artgenossen vor Räubern warnen bzw. sie können anhand von Warnlauten Angreifer erkennen. Zum anderen locken sich Männchen und Weibchen mittels Stimmen und Verhalten gegenseitig an. Dies spiegelt das Balzverhalten wider, welches zur Arterhaltung dient (Seilnacht). Ebenfalls wird mit den Vogellauten auf reichhaltige Futterplätze hingewiesen. Mithilfe des Gesangs werden auch verschiedene Sozialproblematiken signalisiert wie beispielsweise die Isolierung gegenüber Artgenossen oder Geselligkeit. Häufiger finden auch Gesangsduelle zwischen Männchen statt. Sie singen um die Wette. Findet keine Einigung statt, zeigen sie ein Drohverhalten. Doch wirkt auch dies nichts, kommt es zu einem Kampf.

Singvögel singen unheimlich viele verschiedene Melodien. Die Nachtigall singt bis zu 300 verschiedene Strophen und die Goldammern 7000 verschiedene Strophen pro Tag. Durch diesen Gesang können die Singvögel sich auf verschiedenste Weise authentifizieren. Dennoch gibt es auch bei einigen Vögeln instrumentelle Lautäußerungen durch das Klappern mit den Schnäbeln oder durch das Klopfen auf dem Holz (LVB).

Aber nicht nur der Gesang spielt bei Singvögeln eine Rolle, auch die Färbung ist wichtig. Weibchen haben meistens eine unauffälligere Färbung, somit können sie sich beim Brüten tarnen.

Eine Kommunikation bei Vögeln ist notwendig, da sie ein Schwarmverhalten zeigen (z. B. Vogelzug).

Vögel besitzen einen Kehlkopf, Luftröhrenschnitt, 2 Luftsäcke und Bronchien. Die Lauterzeugung findet über dem Stimmkopf statt. Auch in der Tierwelt gibt es verschiedene Krankheiten, die zum Stimmverlust führen können. Eine solche Krankheit kann zur Isolierung gegenüber Artgenossen führen, da sie nicht mehr mit ihnen kommunizieren können.

Literatur

• Edwards, R. 1980. Social Wasps. Their biology and control. Rentokil Ltd., East Grinstead, West Sussex, UK.
• Franck, D. 1997. Verhaltensbiologie. Thieme Verlag, Stuttgart/ New York.
• Foster, K.R., Gulliver J., Ratnieks, F.L.W. 2002. Why workers do not reproduce: worker policing in the European hornet Vespa crabro. Insectes Sociaux 49.
• Ishay, J., Landau, E.M. 1972. Vespa larvae send out rythmic hunger signals. Nature 237.
• Ishay, J. 1976. Acoustical communication in wasp colonies (Vespinae). XV.Int.Congr.Ent.Washington D.C., 1976.
• Kappeler P. 2017. Verhaltensbiologie. Springer Verlag.
• Lunau, K. – 2011. Warnen, Tarnen, Täuschen: Mimikry und Nachahmung bei Pflanze, Tier und Mensch. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt.
• Moesch, A. 2009. Ameisen: Kommunikations- und Gesellschaftsformen. Informationslücke- Verlag, Basel/ Schweiz.
• Ruther, J., Sieben, S., Schricker B. 1998. Role of cuticular lipids in nestmate recognition of the European hornet Vespa crabro L. (Hymenoptera, Vespidae). Soc. 45 (2).
• Steinmetz, I. 2002. Der Nestduft bei sozialen Faltenwespen: Spurorientierung und Erkennung von Nestgenossinnen. Diss. FU Berlin.
• Spradbery, J.P. 1973. Wasps: An account of the biology and natural history of solitary and social wasps. University of Washington Press, Seattle.
• Seilnacht, T. Biologie der Singvögel. https://www.digitalefolien.de/biologie/tiere/voegel/sing/singsing.html.
• Landesbund für Vögel in Bayern (LBV) Was für ein Pfeifen, Zwitschern, Tirilieren.
• Vogel, 2019. Authentifizierung – Grundlagen einer Theorie zu sozialsymbolischen Praktiken der Identifizierung und Zugangskontrolle. S. 1- 25. (PrePrint)

Über die AutorInnen

Marie Oppermann studiert Lehramt für HRGe mit den Fächern Deutsch und Kunst; Lina Winkler studiert Lehramt für HRGe mit den Fächern Biologie und Deutsch; Lukas Veltzke studiert Lehramt für HRGe mit den Fächern Deutsch und Englisch. Die AutorInnen waren TeilnehmerInnen des Seminars „Sprachliche Identifizierung und Zugangskontrolle“ im Sommersemester 2019 an der Universität Siegen.