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Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis   I

1.  Einleitung  1

2.  Begriffsdefinitionen  2

2.1.  Tarnung  2

2.2.  Interferenzfarben  2

3.  Das Chamäleon  4

3.1.  Wissenschaftliche Erklärung  4

3.2.  Bionische Anwendungsfelder  5

4.  Der Herkuleskäfer  6

4.1.  Wissenschaftliche Erklärung  6

4.2.  Bionische Anwendungsfelder  7

5.  Der Schmetterling  8

5.1.  Wissenschaftliche Erklärung  8

5.2.  Bionische Anwendungsfelder  9

6.  Cephalopoden  10

6.1.  Wissenschaftliche Erklärung  10

6.2.  Bionische Anwendungsfelder  11

7.  Adaptive camouflage.  12

8.  Schlussbetrachtung.  13

Literaturverzeichnis   II

A.  Schriften:  II

B  Internetquellen:  IV

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Individuum die größten Überlebenschancen, das rivalisierende Artgenossen,

1. Einleitung

Farben in der Natur sind vielfältig und erstrahlen in den verschiedensten Tönen in jeder vorstellbaren Mischform. Die Krönung der Evolution in dieser Farbenvielfalt stellt die Fähigkeit dar, die Farbe wechseln zu können. Die Gründe warum die Natur die Befähigungen entwickelt hat, sind genauso vielseitig wie der Umfang den die Tierarten bieten. Für einige gehört es zum Paarungsritual, um dem möglichen Geschlechtspartner zu imponieren. Für andere ist es eine absolute Notwendigkeit, um sich zu tarnen und sich den Angriffen körperlich überlegener Feinde zu entziehen.

Genauso unterscheiden sich auch die Methoden, welche die Natur für den Farbwechsel ausgeprägt hat. Farbpigmente sind nicht die einzigen verfügbaren Mittel, um die leuchtenden Farben zu erzeugen, wie sie in der Natur zu finden sind. Es sind noch nicht alle Methoden erforscht und viele Geheimnisse sind noch in den Oberflächen der Lebewesen versteckt, die es aufzudecken gilt. Die Motivation der Bionik-Wissenschaftler liegt in der Übertragung dieser Prinzipien auf unsere Technologien. Dabei müssen sie berücksichtigen, dass sich Lebewesen nicht nachbauen lassen, da es grundsätzliche Unterschiede zu technischen Geräten gibt. Die Forscher nutzen die gewonnenen Erkenntnisse, um einen eigenen technischen Zweck effizienter zu machen oder überhaupt erst zu erreichen. Diese Hausarbeit soll einen Einblick in ausgewählte Lebewesen gewähren, welche die Fähigkeit des Farbwechsels haben. Es sollen die wissenschaftliche Erklärung für den Prozess dargestellt, sowie soweit vorhanden Modelle vorgestellt werden, die es gibt, um diese Technik auf unsere Technologien zu übertragen. Die möglichen bionischen Anwendungen geben den Anreiz für diese Forschungen und werden nach aktuellen Informationen aufgezeigt aber auch kritisch betrachtet. Die Wirtschaftlichkeit des zu erreichenden Ziels ist ein wesentlicher Faktor. Neue Produkte brauchen fundamentale Verbesserungen gegenüber Vorgängerprodukte in Bereichen wie Kostensenkung oder Umweltverträglichkeit, um sich auf dem Markt etablieren zu können.

¹ Vgl. Sleeper, Barbara; Wolfe, Art (2005): S.3.

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2. Begriffsdefinitionen

Im Vorfeld müssen die Termini erläutert werden, welche für das Verständnis der vorliegenden Arbeit eine wichtige Grundlage bilden. Dazu soll der Begriff der Tarnung erläutert werden, welcher den Farbwechsel bei einigen Tieren unabdingbar macht, um das Überleben und den Fortbestand der eigenen Spezies zu sichern. Eine wichtige Rolle bei der Farbe von Tieren insbesondere dem Farbwechsel spielt das Verständnis von Interferenzfarben, da dieses Prinzip jede Grundlage für erforschte Erkenntnisse ist.

2.1. Tarnung

Die Tarnung entspricht der Anpassung eines Lebewesens an die Gegebenheiten der Natur hinsichtlich Verhalten, Farbe oder Gestalt. ² Die Nahrungskette im Tierreich ist lang und umfangreich, das macht es gerade kleinen Arten schwer den eigenen Fortbestand zu sichern. Es gilt das Recht des Stärkeren und des Größeren und fressen oder gefressen werden spielen eine wichtige Rolle. Tiere, die weit unten auf der Nahrungskette stehen, haben sich auf diese Gegebenheiten über Jahrtausende eingestellt. Täuschung und Tarnung werden in Form von Aussehen oder Nachahmung von Geräuschen umgesetzt. Der Höhepunkt der Tarnung, in der Form des Aussehens, spiegelt die Anpassung der Farbe an das gegebene Umfeld wieder. ³ Die Kombination der angepassten Farbe sowie Form macht die Lebewesen nahezu unsichtbar und für Feinde unmöglich, diese aufzuspüren.

2.2. Interferenzfarben

Für die Differenzierung von Farben waren viele Jahrtausende der Evolution nötig. Farbe wird aufgrund der elektromagnetischen Wellenlängen des Lichtes im sichtbaren Spektralbereich aufgenommen. Das Licht wird nach molekularem Aufbau des Stoffs reflektiert und durch einen komplexen neurophysiologischen Vorgang zwischen Auge und Gehirn interpretiert. ⁴ Im Tierreich müsste man zum Teil von Falsch-Farben sprechen, wenn es um die farbliche Beschaffenheit der Oberfläche dieser geht. Es handelt sich hierbei um lichtbrechende Strukturen, die nach

² Vgl. http://de.encarta.msn.com/encyclopedia_721567536/Tarnung.html (12.06.09).

³ Vgl. Sleeper, Barbara; Wolfe, Art (2005): S.4ff.

⁴ Vgl. http://de.encarta.msn.com/encyclopedia_761577547/Farbe.html (09.06.2009).

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Lichteinstrahlung die Farbe verändern. Diese durch Interferenz erzeugten Farben sind also keine richtigen Farben. 5

In Abbildung 1 ist dieses Prinzip ersichtlich. Lichtwellen des Typs A, welche die gleiche Wellenlänge haben, werden in Punkt C reflektiert. Die reflektierten Wellen überlagern sich mit Lichtwellen desselben Typs und erzeugen eine Wellenlänge die der abgestrahlten Farbe entspricht.

Nach der Struktur der Oberfläche wird das Licht gespiegelt, absorbiert und überlagert. ⁶ Es entstehen Mischformen, die nicht nur auf der Netzhaut entstehen, sondern sich auch im Gehirn formen.

Es sind konstruktive und destruktive Interferenzen wie in Abbildung 2 zu unterscheiden. Lichtwellenlinien 1 und 2 erzeugen Verstärkungen wenn sie sich in einer Phase befinden wie in Schema A. Diese Verstärkung heißt konstruktive Interferenz. Wenn sie sich nicht in der gleichen Phase befinden löschen sich diese gegenseitig aus wie in Schema B. Es entsteht eine destruktive Interferenz. Die meisten Farben in der Natur werden zum Tarnen genutzt.

⁵ Vgl. World Wide Fund for Nature und Pro Fotura, S.34.

⁶ Vgl. http://www.webexhibits.org/causesofcolor/15A.html (16.06.2009).