Aspekte von Signalen und Erkennung

Question 1

Information in Sinnessystemen

Beschreiben Sie die Signalerkennung beim Sehen.

Answer 1

• Verarbeitung bewegter Bilder.
• Mehr Pixel (= höheres Auflösungsvermögen) und mehr Graustufen/Farbstufen (= detailliertes Bild) bedeuten, dass mehr Bits verarbeitet werden müssen. Bei bewegten Bildern kommt zu den zwei den zwei Dimensionen des Bildes die dritte Dimension der Zeit dazu.

Question 2

Information in Sinnessystemen

Beschreiben Sie die Signalerkennung beim Hören.

Answer 2

• Signalerkennung beim Hören: es muss zunächst nur eine Dimension verarbeitet werden, die Änderung des Schalldrucks über die Zeit.
• Mehr ‚Graustufen‘ (Intensitätsunterschiede) im Hörsystem bedeuten die Wahrnehmung von mehr Intensitätsunterschieden.
• Weitere Dimension: Schallfrequenz.

Question 3

Information in Sinnessystemen

Vergleichen Sie die Informationsverarbeitung im visuellen System mit dem auditorischen System.

Answer 3

• Die Informationsverarbeitung im visuellen System erfordert daher mehr Rechenkapazität (in Bit) als die Informationsverarbeitung im auditorischen System:
• Sehbahnen in Nervensystemen sind groß, Hörbahnen eher klein.
• Sensorische Systeme reduzieren daher Redundanz und verwenden Komprimierungsalgorithmen ganz wie unsere Technik (JPG, MPEG, MP3, und WAV)

Question 4

Kosten von Information in Sinnessystemen

Wieviel kostet die Verarbeitung von einem Bit in ATP?

Answer 4

• Im einfachsten Fall kostet ein Bit genau ein ATP, z.B. bei der Phosphorylierung eines Ionenkanals. Im Regelfall kostet ein Bit deutlich mehr.
• Informationsverarbeitung ist daher physiologisch teuer und ein Kostenfaktor für den Empfänger.
• Visuelle Verarbeitung (mehr Rechenkapazität (in Bit)) ist stoffwechselphysiologisch teurer auditorische Informationsverarbeitung:
• Generell reduzieren sensorische Systeme Redundanz und verwenden Komprimierungsalgorithmen ganz wie unsere Technik (JPG, MPEG, MP3,und WAV) → “neural codes”, Effizienz von neuronalen Schaltkreisen

Question 5

Information und die Kosten von Kommunikation

Beschreiben Sie das Handicap-Prinzip.

Answer 5

• Weibchen sollten Männchen mit hoher genetischer Qualität wählen Männchen mit guten Genen profitieren davon, diese anzuzeigen
• Ein Signal erzeugt Kosten (Handicap) für den Sender oder “A male with a highly developed handicap has survived a test”
• Die Evolution eines Handicap Signals ist möglich, wenn die Expression des Handicap Merkmals mit der Verfassung oder dem Gesundheitszustand des Senders verknüpft ist

Question 6

Was sind die Kosten von Signalen für den Sender?

Answer 6

Wenn Kosten für die Erzeugung von Signalen entstehen, muss woanders eingespart werden (i.e. am allgemeinen Zustand oder der Fitness).

• Die Kosten der Erzeugung: Energetische Kosten zum Beispiel Froschrufe; fehlende Zeit für Nahrungssuche: erhöhtes Risiko und Fressfeinde)
• Die Kosten der Entwicklung zum Beispiel Geweihe bei Hirschen
• Die Kosten der Erhaltung zum Beispiel in Form zusätzlicher Energie, die bei Vögeln mit langen Schwanzfedern aufgewendet werden muss).

Question 7

Was können Signale für mehrfache Kosten erzeugen?

Answer 7

• Entwicklungskosten: das Auswachsen der Federn
• Erzeugungskosten: das Aufspreizen des Federkleides und das erhöhte Risiko gefressen zu werden
• Erhaltungskosten: verminderte Flugfähigkeit
• Die Kosten von Signalen sind schwierig zu messen, vor allem, wenn diese Kosten in eine reduzierte Fitness umgerechnet werden sollen.

Question 8

Ist Betrügen im Tierreich möglich oder unmöglich?

Answer 8

• Spieltheoretische Überlegungen zeigen, dass Betrug bis zu einem gewissen Grad möglich und evolutionsstabil ist, sofern die Reaktion des Empfängers auf ein Signal im Mittel vorteilhaft ist
• Betrug ist also möglich, wenn
  
  • die Vorteile auf ein echtes Signal zu antworten hinreichend hoch sind.
  • die Nachteile auf ein falsches Signal zu antworten hinreichend niedrig sind

Question 9

Nennen Sie Beispiele für Betrug.

Answer 9

• Brutparasitismus des Kuckucks
  
  • Extreme Manipulation:
  • Kuckuck parasitiert andere Vogelarten, indem er sie die Kommunikation zwischen Eltern und Jungtieren ausnützt
  • Nachahmung der Eifärbung, Kuckuck ähneln Jungen, Kuckuck schlüpft früher
• Kuckuckjunges bringt Pflegeeltern dazu, es viel mehr zu füttern als ein reguläres Junges
  
  • Kuckuckjunge haben zwar kleinere Schlundfläche als 4 reguläre Junge,
    kompensieren das aber offen sichtlich durch verstärktes Rufen
• Kuckucksjunges bekommt zwar alles Futter, muss dafür aber auch viel rufen
  
  • Ein klarer Fall von Manipulation: vorteilhaft für den Sender (Kuckucksjunges)
  • nachteilig für Empfänger (Wirte/Pflegeeltern)