Relativität-Paralellität-Rhythmus-Subjektivität-Wechselwirkung-Interaktion

1/8 Erfahrung ist Wahrnehmung

Parallelität

Am Anfang einer jeden wissenschaftlichen Forschung steht die Beobachtung.
Oft ist die Beobachtung eines Forschers zufälliger Natur.

Interaktion

Um die Beziehung zwischen Variablen möglichst gut und objektiv untersuchen zu können, verwendet die Forschung das wissenschaftliche Experiment. Das Experiment lässt sich charakterisieren als Beobachtung, die unter möglichst streng kontrollierten Bedingungen stattfindet.
Bei den unsystematischen, spontanen Zufallsbeobachtungen gibt es keinerlei Einschränkung bezüglich zu registrierender Merkmale, außerdem sind diese Art von Beobachtungen häufig mit Fehlern behaftet. Beobachtungen im Experiment werden zusätzlich durch Randomisierung im Versuchsansatz abgesichert.
Beim Randomisieren (random = engl. Zufall) geht man so vor, daß die Versuchspersonen nach dem Zufallsprinzip entweder der Experimentalgruppe oder der Kontrollgruppe zugeordnet werden. Dies kann durch Auslosen oder mit Zufallstabellen geschehen. Durch diese Zufallseinteilung bewirkt man, dass Störvariablen in allen Gruppen gleich stark wirksam werden, beziehungsweise daß alle möglichen Fehler sich gegenseitig aufheben.

Kriterien des Experiments:
- willkürliche Herstellbarkeit
- Wiederholbarkeit
- Variierbarkeit

Bitte greifen Sie nicht von außen in die Experimente ein!

2/8 Relativität

Die Zeit als Aufeinanderfolge von Momenten wechselt von Umwelt zu Umwelt, je nach Anzahl von Momenten, welche die Subjekte in der gleichen Zeitspanne erleben. Die Momente sind die kleinsten unteilbaren Zeitgefäße, weil sie der Ausdruck von unteilbaren Momentempfindungen, den so genannten Momentzeichen sind.

Für das Auge eines jeden Organismus ist, wie wir wissen, eine Bewegung zu schnell, wenn der ganze Weg in einem Moment zurückgelegt wird, und zu langsam, wenn der bewegte Gegenstand an jedem Ort länger als einen Moment verweilt.
Je langsamer eine Bewegung wird, umso mehr nähert sie sich der Grenze des Zulangsamen und je schneller eine Bewegung wird, umso mehr nähert sie sich der Grenze des zu Schnell. Die „Natur“ hat es in der Hand, in jeder Merkwelt durch Veränderung der Orte oder Momente die wichtigsten Bewegungen sichtbar, die unwichtigsten aber unsichtbar zu machen.

Momente der Schnecke

Eine Weinbergschnecke wird auf eine Porzellankugel gesetzt, die von Wasser getragen, reibungslos unter ihr weggleiten kann. Die Schale der Schnecke wird durch eine Klammer festgehalten. Dadurch ist die Schnecke in ihren Kriechbewegungen ungestört und bleibt doch an der gleichen Stelle. Bringt man nun ein Stöckchen an ihre Sohle heran, so kriecht die Schnecke auf dasselbe hinauf. Erteilt man mit dem Stöckchen der Schnecke 1-3 Schläge in der Sekunde, so wendet sie sich ab.

Werden aber der Schnecke 4 und mehr Schläge in der Sekunde erteilt, so beginnt sie es zu besteigen. In der Umwelt der Schnecke ist ein Stab, der 4x in der Sekunde hin und her schwingt bereits zu einem ruhenden geworden. Das hat zur Folge, dass in der Umwelt der Schnecke alle Bewegungsvorgänge viel schneller ablaufen, als in der unsrigen.
Auch die Eigenbewegungen der Schnecke werden für sie nicht langsamer ablaufen, als die unsrigen für uns.

Bitte greifen Sie nicht von außen in die Experimente ein!

3/8 Rhythmus

Lebewesen haben sich im Laufe ihrer Entwicklung nicht nur an ihre räumliche Umwelt angepasst, sondern auch an die zeitlichen Strukturen. Wir kennen inzwischen schon eine recht große Zahl von gut untersuchten Fällen solcher zeitlichen Anpassung, aber in keinem Fall sind die zugrunde liegenden Mechanismen bisher lückenlos aufgeklärt. Das Auftreten von Schwingungen bei Organismen mag auf den ersten Blick überraschen. Aber alle komplizierten Systeme wie Maschinen, Gebäude, Brücken neigen zum Schwingen.

Viele Ingenieure sind mit der Aufgabe beschäftigt, solche Schwingungen zu verhindern. Die in großer Zahl in biologischen Systemen auftretenden Schwingungen haben Periodenlängen, die oft im Sekunden- Minuten- oder Stundenbereich liegen. Tagesrhytmen sind in der Regel durch natürliche oder künstliche Licht-Dunkelwechsel oder durch im geeigneten Abstand gegebene Lichtpulse synchronisierbar.
Auch Temperaturzyklen wirken meistens synchronisierend. Tagesrhytmen ( circadiane Rhytmen) sind oft erstaunlich stabil gegenüber Störungen.

Tagesperiodische Bewegung von Kleeblättern

Bereits Androsthenes war auf dem Zug Alexander des Großen nach Indien die Blattbewegung von Leguminosen, besonders Tamarindus indicae, aufgefallen. Solche Bewegungen sind nicht nur bei Leguminosen weit verbreitet, sondern auch bei anderen Pflanzengruppen wie den Oxalidaceen. Über die Bedeutung dieser Bewegungen gibt es einige Hypothesen. Nach Darwin soll die Wärmeabstrahlung in kühleren Nächten reduziert werden, wenn die Blätter vertikal stehen.
Nach Brünning wird durch das Senkrechtstellen der Blätter die Gefahr der photoperiodischen Induktion durch Mondlicht unterbunden, weil dadurch die absorbierte Lichtmenge unter der kritischen Intensität bleibt.

Die tagesperiodische Bewegung von Kleeblättern lässt sich durch photoelektrische Registrierung und Aufzeichnung über einen Sechsfachpunktdrucker darstellen, Freilauf und Synchronisation werden sichtbar.

Bitte greifen Sie nicht von außen in die Experimente ein!

4/8 Subjektivität

Dem Auge des naiven Menschen ist nur die eigene Erscheinungswelt sichtbar.
Die Empfindungen des Gemüts werden beim Aufbau der Welt zu Eigenschaften der Dinge, bzw. die subjektiven Qualitäten bauen die objektive Welt auf. Setzt man an die Stelle von Empfindungen oder subjektiver Qualität das Merkzeichen, so kann man sagen, die Merkzeichen unserer Aufmerksamkeit werden zu Merkmalen der Welt.

Befindet sich ein Beobachter einem Tier gegenüber, dessen Welt er untersuchen will, so muß er sich vor allem darüber klar sein, dass die Merkmale, aus denen sich die fremde Welt zusammensetzt, seine eigenen Merkmale sind und nicht aus den Merkmalen des fremden Subjekts entstanden sind, die er gar nicht kennen kann.
Das Einzige, was wir durch das Experiment feststellen können, ist die Zahl und Art der Merkmale in der Merkwelt, auf die das Tier reagiert.

Die Dorfstraße der Molluske

Der Sehraum der Mollusken enthält nur noch eine Anzahl von dunklen und hellen Flächen.
In ihrer Wahrnehmung erfolgt eine Reduzierung der Realität auf die für sie wesentlichen Elemente und Qualitäten.

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5/8 Subjektivität

Dem Auge des naiven Menschen ist nur die eigene Erscheinungswelt sichtbar.
Die Empfindungen des Gemüts werden beim Aufbau der Welt zu Eigenschaften der Dinge, bzw. die subjektiven Qualitäten bauen die objektive Welt auf. Setzt man an die Stelle von Empfindungen oder subjektiver Qualität das Merkzeichen, so kann man sagen, die Merkzeichen unserer Aufmerksamkeit werden zu Merkmalen der Welt.

Befindet sich ein Beobachter einem Tier gegenüber, dessen Welt er untersuchen will, so muß er sich vor allem darüber klar sein, dass die Merkmale, aus denen sich die fremde Welt zusammensetzt, seine eigenen Merkmale sind und nicht aus den Merkmalen des fremden Subjekts entstanden sind, die er gar nicht kennen kann.
Das Einzige, was wir durch das Experiment feststellen können, ist die Zahl und Art der Merkmale in der Merkwelt, auf die das Tier reagiert.

Die Welt der Biene

Wir sehen die Biene in ihrer Umgebung einer blühenden Wiese, auf der aufgeblühte Blumen und Knospen miteinander abwechseln. Setzt man die Biene in ihre Umwelt und verwandelt die Blüten entsprechend ihrer Form in Sterne oder Kreuze, so werden die Knospen die unaufgelöste Form von Kreisen annehmen. Man könnte zeigen, daß die Bienen sich vorzugsweise auf Figuren niederlassen, die aufgelöste Formen, wie Sterne oder Kreuze aufweisen, dagegen geschlossene Formen, wie Kreise und Quadrate meidet.

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6/8 Subjektivität

Dem Auge des naiven Menschen ist nur die eigene Erscheinungswelt sichtbar.
Die Empfindungen des Gemüts werden beim Aufbau der Welt zu Eigenschaften der Dinge, bzw. die subjektiven Qualitäten bauen die objektive Welt auf. Setzt man an die Stelle von Empfindungen oder subjektiver Qualität das Merkzeichen, so kann man sagen, die Merkzeichen unserer Aufmerksamkeit werden zu Merkmalen der Welt.

Befindet sich ein Beobachter einem Tier gegenüber, dessen Welt er untersuchen will, so muß er sich vor allem darüber klar sein, dass die Merkmale, aus denen sich die fremde Welt zusammensetzt, seine eigenen Merkmale sind und nicht aus den Merkmalen des fremden Subjekts entstanden sind, die er gar nicht kennen kann.
Das Einzige, was wir durch das Experiment feststellen können, ist die Zahl und Art der Merkmale in der Merkwelt, auf die das Tier reagiert.

Das Zimmer der Fliege

Wie der Augenschein lehrt trifft ein jedes Tier innerhalb seiner Wohnwelt auf eine Auswahl von Gegenständen, mit denen es engere oder weitere Beziehungen unterhält. Mit der Zahl der Leistungen eines Tieres wächst auch die Anzahl der Gegenstände, die seine Umwelt bevölkern. In der Umwelt des Menschen sind die Wirktöne der Gegenstände eines Zimmers dargestellt. Beim Stuhl durch die Sitztönung oliv, beim Tisch durch die Speisetönung gelb.
Der Fußboden besitzt eine Gehtönung grau usw.

Wir sehen, daß für die Fliege alles nur einen Laufton erhält, bis auf die Lampe und die Gegenstände auf dem Tisch.
Sobald die Kanne mit heißem Kaffee auf dem Tisch gestellt wird, sammeln sich die Fliegen, weil die Wärme einen Reiz für sie bildet. Die Tischplatte, die Einen Laufton für sie hat, wird durchwandert.

Bitte greifen Sie nicht von außen in die Experimente ein!

7/8 Rhytmus

Lebewesen haben sich im Laufe ihrer Entwicklung nicht nur an ihre räumliche Umwelt angepasst, sondern auch an die zeitlichen Strukturen. Wir kennen inzwischen schon eine recht große Zahl von gut untersuchten Fällen solcher zeitlichen Anpassung, aber in keinem Fall sind die zugrunde liegenden Mechanismen bisher lückenlos aufgeklärt.
Das Auftreten von Schwingungen bei Organismen mag auf den ersten Blick überraschen. Aber alle komplizierten Systeme wie Maschinen, Gebäude, Brücken neigen zum Schwingen. Viele Ingenieure sind mit der Aufgabe beschäftigt, solche Schwingungen zu verhindern.

Die in großer Zahl in biologischen Systemen auftretenden Schwingungen haben Periodenlängen, die oft im Sekunden- Minuten- oder Stundenbereich liegen. Tagesrhytmen sind in der Regel durch natürliche oder künstliche Licht-Dunkelwechsel oder durch im geeigneten Abstand gegebene Lichtpulse synchronisierbar. Auch Temperaturzyklen wirken meistens synchronisierend. Tagesrhytmen ( circadiane Rhytmen) sind oft erstaunlich stabil gegenüber Störungen.

Aktogramm der Kakerlake

Die Kakerlake (z.B.Leucophaea maderae) hat wie viele Tiere eine ausgeprägte tagesperiodische Bewegungsrhytmik.
Zu ihrer aktiven Zeit läuft und fliegt sie herum, zur Ruhezeit ist sie inaktiv. Das kann man selbst im Freiland leicht beobachten. Der Aktivitätsrhytmus wird von einer anderen Uhr gesteuert, als die Schlüpftechnik.

Die Aktivitätsrhytmus der Kakerlake ist viel unempfindlicher auf Lichtstörungen und längere und stärkere Belichtungen sind notwendig, um Phasenverschiebungen zu bewirken. Erfasst man die Aktivität des Tieres über eine geeignete Apparatur, so erhält man ein Aktogramm. Die Periodenlänge der lokomotorischen Aktivität kann darin mittels einer Schablone bestimmt werden. Die Geraden der Schablonen mit den unterschiedlichen Steigungen entsprechen verschiedenen Periodenlängen zwischen 22 und 24 Stunden, jeweils in Abständen von 0,1 Stunde. Sie werden so an die untereinander liegenden täglichen Anfänge der Aktivität angelegt, so dass sie diese möglichst gut verbinden.

Im vorliegenden Fall zeigt das Tier am 33. Tag eine spontane Änderung der Periodenlänge von 23, 5 oberhalb des Schnittpunktes auf 23,6 Stunden unterhalb des Schnittpunktes.

Bitte greifen Sie nicht von außen in die Experimente ein!

8/8 Rhytmus

Lebewesen haben sich im Laufe ihrer Entwicklung nicht nur an ihre räumliche Umwelt angepasst, sondern auch an die zeitlichen Strukturen. Wir kennen inzwischen schon eine recht große Zahl von gut untersuchten Fällen solcher zeitlichen Anpassung, aber in keinem Fall sind die zugrunde liegenden Mechanismen bisher lückenlos aufgeklärt.
Das Auftreten von Schwingungen bei Organismen mag auf den ersten Blick überraschen. Aber alle komplizierten Systeme wie Maschinen, Gebäude, Brücken neigen zum Schwingen. Viele Ingenieure sind mit der Aufgabe beschäftigt, solche Schwingungen zu verhindern.

Die in großer Zahl in biologischen Systemen auftretenden Schwingungen haben Periodenlängen, die oft im Sekunden- Minuten- oder Stundenbereich liegen. Tagesrhytmen sind in der Regel durch natürliche oder künstliche Licht-Dunkelwechsel oder durch im geeigneten Abstand gegebene Lichtpulse synchronisierbar. Auch Temperaturzyklen wirken meistens synchronisierend. Tagesrhytmen ( circadiane Rhytmen) sind oft erstaunlich stabil gegenüber Störungen.

Bohnenblattbewegung

Bereits Androsthenes war auf dem Zug Alexander des Großen nach Indien die Blattbewegung von Leguminosen, besonders Tamarindus indicae, aufgefallen. Solche Bewegungen sind nicht nur bei Leguminosen weit verbreitet, sondern auch bei anderen Pflanzengruppen wie den Oxalidaceen. Über die Bedeutung dieser Bewegungen gibt es einige Hypothesen.
Nach Darwin soll die Wärmeabstrahlung in kühleren Nächten reduziert werden, wenn die Blätter vertikal stehen.
Nach Brünning wird durch das Senkrechtstellen der Blätter die Gefahr der photoperiodischen Induktion durch Mondlicht unterbunden, weil dadurch die absorbierte Lichtmenge unter der kritischen Intensität bleibt.

Die Bohnenblattbewegung lässt sich mit Hilfe eines bewussten Kymographen erfassen, sichtbar werden Freilauf und Synchronisation mit äußeren Reizen bzw. Rhytmen.

Bitte greifen Sie nicht von außen in die Experimente ein!

"Biologische Experimente", Objekte, Gemeinschaftsarbeit mit Till Locher, 2002

Texte und Abbildungen frei nach:
Uexküll J., »Streifzüge durch die Umwelten von Tieren und Menschen: Ein Bilderbuch unsichtbarer Welten«, Rowohlt Hamburg 1956
Engelmann W. und Klemke W., »Biorhythmen«, Heidelberg 1983
Tetens H., »Experimentelle Erfahrung«, Felix Meiner Verlag Hamburg 1987