Natur

Wie das Sehen bei den Bienen funktioniert

Wie funktioniert das Bienensehen?

Obwohl das Bienengehirn zehntausendmal kleiner ist als das Menschengehirn können Bienen erstaunlich gut sehen. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, wie Bienen komplizierte Dinge wie beispielsweise Gesichter von Menschen erkennen können. Die Methodik des Bienensehens könnte zukünftig auch für digitale Gesichtserkennung an Flughäfen und öffentlichen Plätzen eingesetzt werden.

Gemeinsamkeiten zwischen Mensch und Biene

Die im Jahre 2014 veröffentlichte Aufschlüsselung des Bienen-Genoms in der Zeitschrift „Nature“, über die ich hier bereits berichtet habe zeigt Gemeinsamkeiten zwischen Bienen- und Menschengehirnen auf. Obwohl der letzte gemeinsame Vorfahre von Mensch und Biene vor über 600.000.000 Jahren gelebt haben soll zeigt sich doch eine ähnliche Fähigkeit zur Problemlösung

Bislang wurde in der Forschung angenommen, dass komplexe Problemstellungen wie die Wegfindung innerhalb eines Labyrinths ein deutlich größeres Gehirn benötigen als das eines Insekts. Professor Dr. A. Dyer untersucht, wie lernfähig das kleine Bienengehirn ist und wie selbstständig Probleme gelöst werden können.

Wie die Biene ihre Umwelt sieht

Im Gegensatz zum menschlichen Sehsystem besitzen Bienen mit ihren Facettenaugen ein trichromatisches Sehsystem. Bienen können außerdem ultriviolette Strahlen sehen. Die Sehschärfe ist geringer als beim Menschen.

Durch die Durchführung wissenschaftlicher Experimente, lässt sich heute relativ klar ableiten, wie Bienen sehen und ihre Umwelt wahrnehmen können. Man fand heraus, dass Bienen ultraviolette Strahlen sehen können. Im Laufe der Evolutionsgeschichte haben viele Blumen Blühmuster ausgebildet, die von den Sehorganen der Bienen erkannt werden. Manche Blüten zeigen Muster, die nur im ultravioletten Bereich gesehen werden können. Bekannt ist außerdem, dass Bienen über ein trichromatisches Sehsystem verfügen und die Sehschärfe im Vergleich zum menschlichen Auge unschärfer ist. So ist es also relativ einfach möglich zu zeigen, wie Bienen ihre Welt vermutlich sehen können. Weitere Forschungen haben außerdem gezeigt, dass Bienen feinfühlig für elektromagnetische Strahlung sind und möglicherweise das Sehen der Tiere beeinflussen könnte.

Hypothetische Sehwahrnehmung einer Biene.

Bienentraining – Was Bienen lernen können

Gerade durch ihr altruistisches Verhalten und das Futtersammeln für den gemeinsamen Staat können Bienen relativ leicht zur Lösung einfacher Aufgaben eingesetzt werden. Einige Wissenschaftler beschäftigen sich täglich bis zu 8 Stunden mit einer einzelnen Biene und arbeiten an einer Aufgabe. Für jede richtige Entscheidung wird die Biene mit einem Zuckerschlückchen belohnt. Sobald der Bienenmagen gefüllt ist fliegt die Biene zum Bienenstock zurück. Wenige Minuten später kehrt sie dann zurück um wieder an ihrer Aufgabe weiterzuarbeiten.

Bienen die entsprechend trainiert wurden können visuelle Probleme lösen. Mit der zuvor beschriebenen Konditionierungsmethode konnten Forscher Honigbienen auf Fotos von menschlichen Gesichtern trainieren und so beweisen, dass Bienen diese Bilder wiedererkennen können. Komplexere dreidimensionale Bilder können Bienen durch Interpolation erkennen. Fehlende Bildteile werden aus vorher abgespeicherten Bildelementen ergänzt.

In wissenschaftlichen Versuchen, gelang es trainierten Bienen sogar menschliche Gesicher wiederzuerkennen.

Wie das Bienensehen digitale Anwendungen zur Gesichtserkennung beeinflusst

Technische Anwendungen sind häufig von der Natur inspiriert. Eine Schwierigkeit bei der Gesichtserkennung stellt die Erkennung auch unter wechselnden Blickwinkeln dar. Gerade bei großen Menschenansammlungen, wie in Flughäfen stellt die zuverlässige Erkennung einzelner Personen bisher eine große Schwierigkeit dar. Das Verständnis für die biologische Lösungsfindung verhilft Entwicklern praktischer Anwendungen dabei zu verstehen wie die Natur solche visuellen Herausforderungen meistert. Für die computergesteuerte Analyse menschlicher Gesichter orientiert man sich daher auch am Bienensehen und arbeitet mit Interpolation und Rasterabgleichen. Kleine Gehirne können für die Softwareentwickler leichter reproduzierbare Lösungsansätze bieten als komplexere Primatengehirne.

Quelle:

Humboldt Kosmos

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