Forschungsprofil 

Für uns Menschen ist die Orientierung im marinen Lebensraum ohne technische Hilfsmittel nicht möglich, da die Unterwasserwelt mit ihrer durch Dunkelheit und Trübung begrenzten Sichtweite und die Überwasserwelt mit ihrer offensichtlichen Strukturarmut nur wenig verwertbare optische Informationen bereit hält. Es erstaunt deshalb nicht, dass die Orientierungsleistungen von Meeressäugern wie Robben, Zahn- und Bartenwalen, Seekühen und Ottern seit langem sowohl im zoologischen als auch technischen Interesse stehen.

Um in ihrem aquatischen Lebensraum Nahrungs- und Fortpflanzunggebiete sowie Ruheplätze aufzusuchen legen Meeressäuger sowohl tägliche Streifzüge als auch - je nach Art - ausgedehnte saisonale Wanderungen zurück. Die Informationen, die sie dabei in ihrer näheren Umgebung nutzen, sind jedoch bisher ebenso wenig bekannt wie die Orientierungsmechanismen, die sie für die großräumige Navigation einsetzen. Gründe hierfür liegen einerseits in der Unzugänglichkeit der Unterwasserwelt und der schwierigen experimentellen Arbeit mit Wildtieren im Freiland. Andererseits sind die Sinnesleistungen dieser Tiere bislang lediglich als klassisch sinnesphysiologische Studien unter Laborbedingungen untersucht worden, wobei hinsichtlich der Anpassung der Sensorik an den aquatischen Lebensraum zumeist von der Leistung und Funktion bekannter Sinnessysteme der Landsäuger ausgegangen wurde. Auch wurde bisher meist versäumt, das Zusammenspiel der verschiedenen Sinnesleistungen mariner Säuger sowie ihre kognitiven Fähigkeiten unter dem übergeordneten Gesichtspunkt der Orientierung im aquatischen Lebensraum zu sehen.

Ziel unserer wissenschaftlichen Arbeit ist es deshalb, mit einem interdisziplinären Ansatz (siehe Abbildung) die Grundlagen bisher vernachlässigter mariner Informationskanäle zu erarbeiten und bereits bekannte Orientierungsmechanismen weiter aufzuklären, um letztlich ein Gesamtbild der Orientierungsleistungen mariner Säuger zeichnen zu können. Da von marinen Organismen genutzte Informationskanäle auch zunehmend anthropogenen Störungen unterliegen, was bei weitem nicht nur für den akustischen Bereich gilt, bietet dieser ganzheitliche Ansatz nicht zuletzt Grundlagen für effektive Schutzbemühungen. So wird z.B. auch das viel diskutierte Phänomen der Massenstrandungen von Zahnwalen letztlich nur unter Berücksichtigung heute noch nicht verstandener Informationssysteme zu klären sein.

Übersicht über die Struktur unseres Forschungsansatzes

Neue Erkenntnisse aus unseren wissenschaftlichen Untersuchungen sind nicht nur aus Sicht der Grundlagenforschung interessant, sondern sollen darüber hinaus Anwendung in modernen bionischen Ansätzen finden (s. Abb.). Als Wissenschaft hat sich die Bionik zum Ziel gesetzt, biologische Systeme zu erforschen und die zu Grunde liegenden Prinzipien in technische Anwendungen umzusetzen. Wir sind deshalb in dem vom BMBF geförderten "Bionik-Kompetenznetz" (BIOKON) organisiert, das zum Ziel hat, die Potenziale der Bionik der Industrie und Wissenschaft aufzuzeigen und weiter auszuschöpfen. Dieses auf Dauer angelegte bundesweite Netzwerk umfasst die wichtigsten Arbeitsgruppen im Bereich Bionik und bildet damit die ideale Plattform für den fachlichen Austausch, die Erarbeitung von schulischen und universitären Bildungsinhalten und -konzepten sowie die Vermittlung von Ansprechpartnern für Anfragen aus der Industrie.

In diesem Sinne arbeiten wir daran, unsere Ergebnisse zur Sensorik mariner Säuger in die Entwicklung entsprechender technischer Sensoren umzusetzen, welche vor allem im Bereich der Unterwasser-Robotik (Teilgebiet der marinen Bionik) für "Autonomous Underwater Vehicle" (AUVs) benötigt werden.

Viele Grundlagen der Unterwasserorientierung lassen sich zwar in Haltungsbecken erarbeiten, letztlich muss die Nutzbarkeit neu entdeckter Orientierungsmechanismen jedoch - auch hinsichtlich möglicher technischer Entwicklungen - unter natürlichen Bedingungen getestet werden.

Deshalb streben wir an, mit unseren trainierten Tieren auch in der offenen Ostsee zu arbeiten.