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Lexikon der Biologie: Navigation

Navigation w [von latein. navigatio = Schiffahrt; Verb navigieren], 1) die sich u.a. nach dem Stand der Gestirne (Astrotaxis), dem Erdmagnetfeld (magnetischer Sinn) oder dem polarisierten Himmelslicht (Komplexauge, Polarisation, Polarisationssehen) orientierende Kursbestimmung (auf der Grundlage einer exakten Positionsbestimmung) bei Tieren, z.B. Zugvögeln (Vogelzug), wandernden Fischen (z.B. Aale, Lachse; Fischwanderungen, Laichwanderungen), Honigbienen (Bienensprache) und Ameisen (z.B. Wüstenameise Cataglyphis; Vektororientierung). Navigation gilt als komplexeste Form der Orientierung, weil der Organismus in der Lage sein muß, die relative Position des Ausgangspunkts mittels einer mentalen Repräsentation (neurologische Matrize; kognitive Landkarte) zu bestimmen. Dies ist bei der reinen Kompaßorientierung nicht notwendig. – Offenbar spielen während der einzelnen Phasen einer Navigation verschiedene Informationskanäle eine wechselnde Rolle, d.h., es werden Informationen verschiedener Herkunft (z.B. Sonnenstand und chemische Signale bei der Trachtfindung der Honigbiene, Gestirnorientierung und Landmarken beim Vogelzug) zur Orientierung verwendet. Neben genetisch relativ fest vorgegebenen Anteilen spielen auch in unterschiedlichem Maße Lernprozesse (Lernen) bzw. Erfahrungen eine wesentliche Rolle bei der Realisierung der oft erstaunlichen Leistungen ( vgl. Infobox ). Experimentelle Ergebnisse lassen darauf schließen, daß komplexen Navigationsleistungen wie dem Vogelzug eine Reihe komplexer zentralnervöser Mechanismen zugrundeliegen, die nach dem heutigen Kenntnisstand in 4 Komponenten aufgeteilt werden: 1) Wegintegration, 2) zielgerichtetes Pilotieren, 3) Einsatz eines Bildgedächtnisses (Landmarken und ähnliches) sowie 4) Einbeziehung einer kognitiven Karte (kognitive Landkarte), welche die Projektion des jeweiligen Kompaßsystems (z.B. Sonnen- oder Magnetkompaß) auf die topographische Karte darstellt und nunmehr die Navigation ermöglicht – in Analogie technischer Navigationssysteme. Die meisten Daten liegen zur Magnetfeldorientierung vor. Nachweislich dient sie bei verschiedenen Arten von Weichtieren, Krebstieren, Insekten und vor allem Wirbeltieren (Fischen, Reptilien, Vögeln und Säugetieren) zur Orientierung. Die Mechanismen der Rezeption des Magnetfelds sind jedoch, wie auch die der anderen Kompaßmechanismen, noch weitgehend unbekannt; es werden physikochemische Reaktionen von angeregten Makromolekülen diskutiert. Elektrophysiologisch sind magnetfeldsensible Neurone bei marinen Schnecken und Fischen nachgewiesen, und bei Wirbeltieren erweist sich die Epiphyse sensibel gegenüber magnetischer Reizung. Bei Vögeln sind das Tectum opticum, bestimmte Teile des Trigeminus sowie trigeminale Ganglien ansprechbar auf Änderungen elektromagnetischer Felder. Brieftaube, Chronobiologie, Heimfindungsvermögen. 2) Zellbiologie: Wegfindung von auswachsenden Axonen (axon guidance).

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