A8 Soziale und reproduktive Störungen

Thema

Soziale und reproduktive Störungen beruhen auf dem Versagen der physikalischen Mechanismen der Kommunikation, Koordination und Synchronisation, die das Gruppenleben von Säugetieren strukturieren. Obwohl diese Funktionsstörungen scheinbar dem Bereich des Tierverhaltens zugerechnet werden, sind ihre Grundlagen tiefgreifend physikalisch: Lautäußerungen sind ein Problem der Schwingungsmechanik des Vokaltrakts, Körpersprache ein Problem der posturalen Biomechanik, Gruppensynchronisation ein Problem gekoppelter Oszillatoren und unkontrollierte körperliche Aggression wird durch die Mechanik von Aufprall und Energieübertragung zwischen Körpern bestimmt.

Die Schwingungsmechanik des Vokaltrakts wird modelliert, indem die Stimmlippen als gespannte, schwingende Saite dargestellt werden: Die Grundfrequenz der Schwingung wird durch die Spannung und die Masse pro Längeneinheit bestimmt, sodass straffere Stimmlippen mit einer höheren und massereichere Stimmlippen mit einer niedrigeren Frequenz schwingen. Oberhalb dieser Grundfrequenz fungiert der Rest des Vokaltraktes als Resonanzraum, der das von den Stimmlippen erzeugte Schallspektrum filtert, bestimmte Frequenzen gegenüber anderen verstärkt und jeder Lautäußerung ihre charakteristische Klangfarbe verleiht.

Unkontrollierte körperliche Aggression sowie ritualisierte Kämpfe zwischen Individuen derselben Art werden durch die Mechanik des Aufpralls von Hörnern, Geweihen oder kollidierenden Körpern bestimmt: Bei einem vollständig unelastischen Aufprall – das heißt, wenn die kollidierenden Körper oder Strukturen nach dem Aufprall ineinandergreifen – ist der Verlust an kinetischer Energie während des Aufpralls maximal. Im Gegensatz dazu wird bei einem elastischen Aufprall, bei dem sich die Körper nach dem Aufprall trennen, der Impuls vollständig von einem Körper auf den anderen übertragen, ohne dass dabei kinetische Energie verloren geht.

Die eingangs erwähnte Gruppensynchronisation äußert sich auf vielfältige Weise – in der Koordination kollektiver Bewegungen, im gemeinsamen Gesang mehrerer Individuen und in der saisonalen Synchronisation der Fortpflanzung innerhalb der Gruppe. In allen Fällen wird sie als ein System von Oszillatoren modelliert, die durch die von den Individuen ausgetauschten physikalischen Signale – akustischer, visueller oder chemischer Art – miteinander verbunden sind. Der kollektive Rhythmus der Gruppe entsteht aus der Stärke der Kopplung zwischen diesen individuellen Oszillatoren: Je stärker die Kopplung zwischen den Tieren, desto synchronisierter ist ihr Gruppenverhalten.

Wenn die körperliche Dysfunktion einzelner Individuen die Verbindungen – von Bewegung, Lautäußerungen und chemischen Signalen – schwächt, die die Gruppe synchron halten, kann die gesamte Sozialstruktur zerfallen: Es gibt eine Mindestanzahl dieser aktiven sozialen Verbindungen, unterhalb derer die Gruppe aufhört, sich als zusammenhängende Einheit zu verhalten und sich in isolierte Untergruppen aufspaltet.

Wenn soziale und reproduktive Störungen so schwerwiegend sind, dass sie die Gruppe fragmentieren, treffen die Folgen genau jenes Gruppenleben, das diese physischen Mechanismen der Kommunikation, Koordination und Synchronisation von Anfang an aufrechterhielten: Die Gruppe zerfällt in kleinere Einheiten, jedes Individuum verliert einen Teil des Schutzes, der durch die Zugehörigkeit zur Gruppe entsteht – das Risiko, zur Beute zu werden, das sich bei einer großen Gruppe auf mehr Individuen verteilt, konzentriert sich bei der Fragmentierung der Gruppe wieder auf jedes einzelne Individuum – und der Fortpflanzungserfolg der Gruppe nimmt ab, was sich direkt an einem Rückgang der Geburtenrate messen lässt.

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