Sensorische Strategien und Verhaltensalgorithmen in Räuber-Beute-Interaktionen

• Antragsteller: Dr. Holger R. Goerlitz
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464869890

Das Erfassen sensorischer Informationen und motorisches Handeln sind hochverzahnte Prozesse. Ihre Sinnessysteme versorgen Tiere mit Informationen über ihre Umgebung, und ihre motorischen Systeme implementieren ihr Verhalten. Verhaltensalgorithmen sind die Regeln, nach denen sensorische Information in adaptives Handeln umgesetzt wird. Räuber-Beute-Interaktion existieren überall in der Natur und üben einen Selektionsdruck auf Räuber und Beute aus. Sensorische und Verhaltensstrategien sind entscheidend für Räuber-Beute-Interaktionen, und sind im Sehsystem besonders gut beschrieben, wie z.B. Tarnung und visuell-gesteuerte Jagd und Flucht. Am Modell von Jagd- und Fluchtverhalten lassen sich die sensorischen und Verhaltensstrategien von Räubern und Beute hervorragend untersuchen, da sie ein klares Ziel haben, sich experimentell gut beobachten und mathematisch modellieren lassen. Hier schlage ich einen kombinierten empirischen und theoretischen Ansatz vor, um sensorische Strategien und Verhaltensalgorithmen bei auditorisch-gesteuerten Räubern und Beute zu untersuchen, bei echoortenden Fledermäusen und Nachtfaltern mit Ohren. Die vergleichende Untersuchung auditorisch-gesteuerter Strategien im Vergleich zum besser untersuchen Sehsystem ist entscheidend für ein allgemeines Verständnis von Verhaltensalgorithmen, einschließlich allgemeiner Prinzipien und grundlegender Unterschiede zwischen den Sinnessystemen.Ich werde moderne Methoden entwickeln, kalibrieren und beschreiben, um freifliegende Fledermäuse im Raum zu tracken und um Echtzeit-closed-loop-Experimente mit fliegenden Fledermäusen und virtueller akustischer Realität und biomimetischen Beuterobotern durchzuführen. Ich werde die von fliegenden Nachtfaltern erzeugte akustisch-sensorische Information messen, inklusive der Fluggeräusche und zeit-varianter Echos, und quantifizieren, wie stark die Schuppen zur Reduktion der Echo-Intensität beitragen (akustische Tarnung). In Labor- und Freilandversuchen mit jagenden Fledermäusen werde ich die Effektivität verschiedener Verteidigungsstrategien (akustische Tarnung, Stopp des Flügelschlags, Fallenlassen) testen. Weiterhin werde ich testen, welche beutegenerierte Informationen Fledermäuse zur Beutedetektion und -wahl nutzen, wie sie ausweichender Beute nachjagen, und die zugrundeliegenden Regeln modellieren.Ich werde die negative Phonotaxis als das erste Fluchtverhalten von Nachtfaltern als eine Folge von drei Verhaltensalgorithmen modellieren und mit Modellen der Fledermausjagd kombinieren. Die Modelle werden mit Daten zu Hörschwellen, Flugverhalten und zur Echoortung parametrisiert. Basierend auf den gegenseitigen Detektionsdistanzen in verschiedenen realistischen Szenarien werde ich funktionelle Hypothesen zur negativen Phonotaxis testen, die minimal benötigten Nachtfalter-Hörschwellen für eine erfolgreiche Flucht berechnen, und in großräumigen dynamischen Modellen die Wirksamkeit und Kosten des Fluchtverhaltens von Nachfaltern berechnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen