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Bundesanstalt f u r Materialprufung Berlin-Dahlem

Zusammenhhge zwischen der Fragaktivitat von Termiten und solaren Einfliissen’

Von GUNTHER BECKER und WOLFGANG GERISCH*

M i t 7 Abbildungen

Abstract

Correlations between the feeding activity of termites and solar influences. Time series conducted for several months of the average amounts of wood eaten daily by termites which were kept under constant conditions of nutrition, temperature, moisture and darkness were compared by mean9 of a special method of harmonic analysis with the corresponding total daily values of the disturbancies of the earth’s magnetic field as a characteristic of the changing solar activity. Definite correlations were found. Periods when the termites’ feeding activity does not deviate from an average value calculated for some time generally coincide with extreme data of the magnetic disturbancies. I t remains undecided whether the changes of the magnetic field alone or other solar influences affect the termites. A non- mathematical examination of several test series carried out with termites from 1965 till 1970 showed extreme feeding data at 27-to-28-day rhythms corresponding to the solar revolutions. A correlation can, however, more easily be established with the relative sun spot numbers than with the data of the magnetic disturbancies. Feeding maxima were pronounced with falling relative sun spot numbers and minima with rising ones. A com- parison of the feeding activity with the influence of atmospherics and other meteorological factors which shall be dealt with in another paper also revealed a definite influence on the termites’ activity. The interaction of solar influences and meteorological conditions may result in particularly pronounced extrema of termite activity.

’ Herrn Prof. Dip].-Ing. Dr. ERWIN SCHIMITSCHEK zum 75. Geburtstag gewidmet.

blems vorgenommen. Der an zweiter Stelle genannte Verfasser hat die mathematische Behandlung des Pro-

366 G. Becker und W . Gerisch

1. Fragesteilung

In den Jahren 1965 bis 1970 durchgefuhrte Versuche hatten ergeben, dai3 die Frai3aktivitat von Termitengruppen, die bei gleichbleibenden Bedingungen der Ernahrung, Temperatur und Feuchtigkeit sowie des Bodensubstrats in einem klimatisierten Kellerraum im Dunkeln gehalten worden waren, von Tag zu Tag ausgepragte Unterschiede bis zu einem Verhaltnis von 1 :25 oder in Sonderfallen sogar von 1 :40 zwischen niedrigsten und hochsten Werten aufweisen kann (G. BECKER 1973). Diese Unterschiede durRen eine wesentli- che Ursache fur die bekannte Erscheinung sein, dafl Versuche mit Organismen vielfach, auch bei Konstanthalten der genannten Umweltfaktoren, nicht gut reproduzierbar sind. Erst nach einer Versuchszeit von mehr als 4 Wochen sind die Unterschiede in den durchschnittlichen Fraflmengen annahernd ausgegli- chen; doch kann bei Versuchen, in denen es auf das Verhalten der Tiere wah- rend der ersten Versuchstage ankommt, ein Ausgleich der Aktivitatsschwan- kungen unmoglich sein. Es ist in mehrfacher Hinsicht von groflem biologi- schen Interesse, die Ursachen fur die off ensichtlich physikalisch bedingten Aktivitatsunterschiede, die in rascher Folge wechseln konnen, kennenzu- lernen.

Die Durchfuhrung der Versuche mit mindestens 5 gleichartigen Parallel- gruppen von je 1000 bis 2000 Termiten der Art Hetevotevnzes indicola (Was- mann), in einigen Serien auch Gruppen von Reticulitermes santonensis Fey- taud, Coptotermes anani i (Sjostedt) oder Nasutitermes nigriceps (Halder- mann), ist in der bereits genannten Arbeit von G. BECKER (1973) beschrieben. Eine Wiederholung eriibrigt sich.

Bei der statistischen Bearbeitung der Ergebnisse wurde zunachst an 2 Ian- geren Versuchsreihen des Jahres 1967 geprufi, ob eine Beziehung zwischen der wechselnden Fraflaktivitat der Termiten und der solar bedingten Magnet- feld-Unruhe besteht. Dabei wurde nicht von der Annahme ausgegangen, dafl unbedingt die knderung der Magnetfeld-Intensitat das Verhalten der Tiere beeinflusse, sondern die Magnetfeld-Werte, die leicht zuganglich sind, sollten zunachst lediglich als eine Folgeerscheinung der Sonnentatigkeit einen Indi- kator fur die durch die Sonnenflecken bedingte Rhythmik darstellen. Es wur- den die vom Erdmagnetischen Observatorium Wingst des Deutschen Hydro- graphischen Instituts verofientlichten Werte fur die Tagessummen aus den dreistundlichen Beobachtungswerten K verwendet.

Die nachstehend dargelegten Ergebnisse iiber Zusammenhange zwischen der Fraflaktivitat von Termiten und Sonnenaktivitatsschwankungen sind nur ein Schritt zur Analyse der das Termitenverhalten auslosenden Faktoren. In einer weiteren Arbeit wird die Abhangigkeit von Wetterfaktoren, die als gesichert gelten kann, untersucht werden.

2. Bekanntes iiber den Einflufl solarer Rhythmen und von Magnetfeld-Anderungen auf die Aktivitat von Organismen

Seir langem isr auf Bezichungen zwischen Insektengradarionen sowie dem Massenauftreren mderer Tiere und der I 1 jiihrigen Sonnenfleckenperiode hingewiesen worden. In Zciten starker Sonnenfleckentiitigkeit sind nach EIDMANN (1931) zwischen 1880 und 1925 die mei- xen Massenvermehrungen von Ljvnantria monacl7a, Dendrolimus pini, Bupalus piniarius,

Frajaktivitat von Termiten und solare Einfliisse 367

Panolis flarnrnea und Diprion pini aufgetreten. Die Hohepunkte der Gradationen von Choris toneu~a murinana befanden sich indessen nach SCHIMITSCHEK (1936, 1969, 1972) in der Mitte zwischen Sonnenfleckenmaxima und -minima. Auch JAHN (1970) fand, dai3 Mas- senvermehrungen forstlicher Schadlinge in Usterreich teils den Extrema der Sonnenflecken- aktivitat entsprachen, teils diesen gegeniiber um 5 bis 6 Jahre verschoben sind. Fur das Heuschredcenauftreten hat SHCHERBINOVSKII (1964), zitiert bei PRESMAN (1970), iiber Bezie- hungen zu solchen Erscheinungen berichtet. Diese Veranderungen im Massenwechsel - ebenso wie die von ELTON und von SIMROTH, zitiert bei FRIEDERICHS (1930), angegebenen Bevolkerungsbewegungen bei Wirbeltieren - hangen wahrscheinlich in enter Linie mit dem durch den Sonnenfleckenzyklus beeinflui3ten Witterungswechsel zusammen; ein etwaiger un- mittelbarer Einflui3 ist dabei noch nicht bekannt.

Zusammenhange zwischen der Aktivitat von Tieren und kurzeren solaren Rhythmen sind erst in neuerer Zeit in nur wenigen Fallen festgestellt wor- den. Die Atmungsintensitat der Suflwasserschnecke Nassarius obsoleta wech- selt nach BARNWELL (1960), BROWN jr., BRETT, BENNETT und BARNWELL (1960) sowie BARNWELL und BROWN jr. (1964) in umgekehrtem Verhaltnis entsprechend den solar bedingten Rhythmen der Anderung des erdmagneti- schen Feldes; die Aktivitatsmaxima und -minima werden jeweils etwas vor Eintreten der entsprechenden Magnetfeldextrema erreicht. LEVENGOOD und SHINKLE (1 962) fanden eine inverse Relation zwischen Sonnenausbruchen und der Vermehrung in Kulturen der Fliege Drosophila melanogaster, die sich unter dem Einflufi von kunstlichen Magnetfeldern befanden. Nach Un- tersuchungen von CERNYSEV (1 968) besteht eine Beziehung zwischen Abwei- chungen der Aktivitat vom normalen Tagesrhythmus des Kafers Trogoderma glabrum Herbst und Magnetfeldveranderungen infolge der in 27tagigem Umdrehungsrhythmus wiederkehrenden Sonneneinflusse; es gibt allerdings Ausnahmen, in deiien ein magnetischer Sturm nicht zu einer Rhythmus- knderung der Kafer fuhrt.

Angaben uber den Einflui3 von Magnetfeldanderungen uberhaupt auf das Verhalten von Organismen finden sich bei BROWN jr. (1962), BARNWELL und BROWN jr. (1964) und in anderen Arbeiten von BROWN jr. und Mitarbeitern fur Ciliaten, Planarien und Mollusken, bei SCHNEIDER (1961, 1963) fur eine Koleopteren-Art, bei BECKER (1963, 1964) fur Dipteren und andere Insek- ten, bei CERNYSEV (1966) fur Lichtfallen-Fangergebnisse von Insekten wah- rend magnetischer Sturme, bei CERNYSEV und DANILEVSKIY (1 966) ebenfalls fur eine Dipteren-Art, wobei ein Einflui3 der Temperatur auf das Reagieren gefunden wurde. Mit gewissen Anderungen des statischen Magnetfeldes han- gen auch die von JAHN (1973) beschriebenen Befunde an Lymantria zusam- men.

Die Arbeiten von ALVAREZ (1935), DULL und DULL (1935), TAKATA und MARASUGI (1941), TAKATA (1951), REITTER (1953), R. 0. BECKER (1961), FRIEDMAN, R. 0. BECKER und BACHMAN (1963), CHIZHEVSKIJ (1963, 1964), SCHULTZ (1964), LEVENGOOD (1965) sowie KOGAN et al. (1965), zitiert bei PRESMAN (1970), enthalten Angaben uber den Einflufi von Schwankungen der Sonnenaktivitat und des Magnetfeldes auf den Menschen. Weitere Bei- spiele fur Magnetfeldeinflusse finden sich in den Ubersichten von BAKNOTHY (1964,1969) und PRESMAN (1970).

Auf die Orientierung von Tieren nach Magnetfeldern sol1 hier nicht ein- gegangen werden. Doch sei darauf hingewiesen, dafl das Bauen von Ter- miten-Galerien und deren Ausrichtung nach dem naturlichen oder einem kiinstlicii gedrehten Magiietfeld offenbar von noch unbekannten elektro- magnetischen oder Strahlen-Einflussen abhangt (G. BECKER 1971).

368 G . Becker nnd W . Gerisch

Nach VERFAILLE (1969) wird das Wachstum von Reiskeimlingen durch die elektromagnetische Strahlung aus der Chromosphare der Sonne negativ beeinflufit. Hier konnte bei Schwankungen, die denen der Termitenaktivitat vergleichbar sind, eine weitgehende Einengung der kausalen Faktoren erzielt werden. BORTELS (195 1) und BORTELS, MASSFELLER und WEDLER (1 966) bringen Schwankungen der Atmung und Garung von Hefezellen auch rnit solaren Strahlungseinfliissen in Zusammenhang.

Feststellungen iiber die Reaktion von Pflanzen und Mikroorganismen auf Magnetfeld- anderungen ohne Zusammenhange mit Solarerscheinungen sollen hier nicht wiedergegeben werden; sie sind in den Biichern von BARNOTHY (1964, 1969) und PRESMAN (1970) zusam- mengestellt.

Ferner soll nicht auf die zahlreichen Ergebnisse iiber den Einflua der solaren Emission, elektromagnetischer Felder und Wetterfaktoren auf Reaktionen organischer und anorgani- scher Stoffe eingegangen werden. Sicherlich bestehen Zusammenhange zwischen diesen und einem mindestens wesentlichen Teil der physikalisch bedingten Lebenserscheinungen bei Organismen. (Beispiele aus dem Schrifttum: BORTELS 1951 ; PICCARDI 1962, 1965; NEUMAN 1965; PRESMAN 1970.)

Angaben iiber solare Vorgange und ihre Folgeerscheinungen finden sich z. B. bei REITEK (1953).

Es ist also rnit einer Reaktion der Aktivitat von Organismen auf die schwachen knderungen des Magnetfelds der Erde zu rechnen, und es gibt ein- zelne Hinweise auf Zusammenhange mit solaren Rhythmen, wobei no& un- klar ist, welche Bedeutung dabei die ausgelosten Magnetfeldanderungen selbst fur die Organismen haben.

3. Mathematische Behandlung von Versuchsergebnissen mit Termiten durch Harmonische Analyse von Zeitreihen der Termiten- und

der Sonnenaktivitit

3.1. Methode

Unter Zugrundelegen der black-box-Methode soll durch einen uber einen re- lativ grofien Bereich erstreckten und dort auf Invarianz hinauslaufenden Ver- gleich der Perioden der sinusformigen Anteile von input und output gezeigt werden, dai3 ein System fur die Sonnenaktivitat - hier ohne Beschrankung der Allgemeinheit vertreten durch den Indikator der Magnetischen Unruhe - und die Aktivitat von Termiten - vertreten durch den Indikator der mitt- leren Frafiintensitat - sinnvoll ist. Das als output anzusehende Zahlen- material zur Frafiintensitat in Form der von jeweils mehreren Termiten- Gruppen je Tag gefressenen Holzmengen sowie das als input anzusehende Zahlenmaterial der als MaB fur den Grad der Magnetischen Unruhe verwen- deten Tagessummen aus den dreistundlichen Beobachtungswerten aus Wingst wurde nach den klassischen, urn das ScHusTER-Periodogramm zum Aufsuchen versteckter Periodizitaten gruppierten Verfahren zur Analyse von Zeitreihen bearbeitety.

Eine mit zahlreichen Bcispielen veraehene und deshalb hinsichtlich der praktischcn An- wenduns besonders wertvolle Darstcllung des angesprochcncn Problemkreises findet s ich bei

'I Die Erstcllung von Programmen, die Durchfuhrung der Rechnungcn iind die automari- s h e Zeichnung von Periodogrammen erfolgte durch Frl. L. MIEMIETZ auf den Rechnern TELEFUKKEN TR 86 u n d ZVSE 2 3 / G R . . P H a M A T dcr Bundesanstalt fur Materidpriifung; dafiir wird ihr auch an diescr Stelle gedankt.

Frabaktivitat von Termiten und solare Einfliisse 3 69

DAVIS (1941). Uber die neueren Entwidclungen auf diesem Gebiet kann bei GRANGER (1964) nachgelesen werden.

Das ScHusTER-Periodogramm fur eine Zeitreihe { xi} berechnet sich gemafl

n

i = l )2 + ( 2 xi sin

Verborgene Perioden zeigen sich in Gestalt von mehr oder minder ausgepragten lokalen Maxima des Periodogramms. Ein Mall fur die Bedeutung eines solchen lokalen Maximums ist die unter Hinzuziehung der Zeitreihen-Varianz a* zuzuordnende ,,Energie"

Gehoren m lokale Maxima (naherungsweise) der Fourier-Sequenz

an, so sind die ,,Energien" (naherungsweise) additiv, und man kann denjenigen prozen- tualen Anteil berechnen (abschatzen), um den sich die ursprungliche Zeitreihen-Varianz vermindern wiirde, wenn man die Werte eines den erwahnten Maxima entsprechenden 2 m-gliedrigen Fourier-Ausdruckes von den Werten der Zeitreihe abziehen wiirde:

n

i = l (1 - 2 Ei) 100 ['/o]. (3)

Dieser Sachverhalt t r i f i im besonderen auch fur solche Fourier-Ausdriicke zu, die einen zusammengesetzten periodischen Anteil der Zeitreihe beschreiben, dessen Periodizitat von derjenigen, die durch die oben erwahnte Fourier-Sequenz festgelegt wird, abweicht. Die ,,Energies' gemal3 (2) ist im iibrigen auch Ausgangsbasis fur eine Reihe von statistischen Tests (WALKER, FISCHER, SCHUSTER) zur Bewertung solcher lokalen Maxima in Anbetracht eines in dem hier mafigeblichen periodischen Zeitreihenmodell angesetzten white-noise- Anteiles. Derartige Tests, die auch im Zusammenhang mit dem eingangs erwahnten Zahlen- material probeweise durchgefuhrt wurden, wie iiberhaupt Mafinahmen zur Verhinderung von Fehldeutungen zu lokalen Maxima, die in praktischen Fallen fur ,,grofiere" Werte von T unter dem Einfluil von allgemeinem Streckenspektrum besonders ausgepragt sein konnen, sind dann von Wichtigkeit, wenn, wie dies bei den meisten Problemen der Fall ist, lediglich eine einzelne Zeitreihe zur Realisierung eines betrachteten Prozesses zuganglich ist. Im vorliegenden Falle verfiigt man, wie eingangs angedeutet, hinsichtlich des outputs stets iiber mehrere, zu gleichen Zeiten gemessene Realisierungen, zu denen die jeweils einzelnen Realisierungen des inputs in der ebenfalls daselbst schon angedeuteten Beziehung stehen. Deshalb wurden neben der kritischen Betrachtung von graphischen Darstellungen des ur- spriinglichen Zahlenmaterials sowie der Priifung der Pcriodogramme und der Autokorrela- tionsfunktion beziiglich vorhandener Streckenspektrum-Charakteristika entsprechende Ma& nahmen auf die Beriidcsichtigung einer Erfahrungsregel aus dem okonomischen Bereich be- schrankt, wonach bei taglicher Beobachtung oberhalb von 24 Tagen von einem solchen ,,groderen" Wert von T gesprochen werden kann. Weitere Storungen konnen schlieflich durch Abweichung von dem zugrunde gelegten Model1 beispielshalber durch das Vorhan- densein von Trend hervorgerufen werden. Es wurde insbesondere hinsichtlich der output- Zeitreihen eine trendbedingte Storung durch entsprechende Tests ausgeschlossen.

3.2. Resultate

Die Tabellen I , 2 und 3 enthalten die unter den zuvor gemachten Einschran- kungen mit den Perioden der sinusformigen Anteile zu identifizierenden Ab- szissen T der Maxima aus Periodogrammen von jeweils mehreren output- Realisierungen und einer, in den Tabellen 1 und 2 in unkorrigierter und korrigierter Fassung auftretenden input-Realisierung fur einen Bereich von 2 bis 65 Tagen mit einer Genauigkeit von Vierteltagen. Die in den zuletzt ge- nannten Tabellen auftretende korrigierte Fassung sollte dabei dem Sachver-

3 70 G. Becker und W . Gerisch

Tabelle I

Vergleichende Obersicht iiber die Perioden-Verteilung des HolzfraBes von Termiten- Gruppen und der Magnetischen Unruhe innerhalb von 2 bis 65 Tagen fiir einen Zeitraum

von 149 Tagen, beginnend am 1. 3. 1967

Termiten-Gruppe Magnetishe Unruhe 1 2 3 4 5 unkorrigiert korrigiert

59.25 60,25 59.50 60.50 59.00 60.50 40;75 43;25 41;50 41;75 41;75 42;25

32.75 32,OO 32.25 32.00 30,75 26125 26100 27;25 26;50 28,OO 24,50 24,OO 23,OO 23,OO 20,50 20,75 20,50 21,oo 19,75

18,OO 17,50 17,75 17,50 16,OO 16,OO 16,OO 16,OO 16,OO 14,25 14,OO 14,25 14,25 14125 14,OO 12,75 12,50 12,75 12,75 12,50 11,50 11,25 11,50 11,25 11,75 10,50 10,50 10,50 10,50 10,50 9,75 9,75 9,75 9,75 9,50 10,oo 9,OO 9,OO 9,OO 9,25 9,OO 9,OO 8,50 8,50 8,50 8,50 7,75 8.00 8.00 8.00 7.75 7,50 7;25 7;25 7;25 7325 7125 7;OO 6,50 6.25 6,50 6,50

6,OO 6,OO 6,OO 5,25 5,25 5,50 5,25 5,25 5,50 4,OO 4,50 4,OO 4,25 4,25 4,50 3,25 3,50 3,OO 3,25 3,25 3,75 2,75 3,OO 2,50 -1

2,25 2,25 2,25 2,oo - Wert fehlt infolge Bereichsiiberschreitung beim Zeichenprogramm.

59,75 41,25

28,25 23,50 20,25 17,75 16,OO 14,OO 12,75 11,50

10,oo 9,OO 8,50 8,OO 7,50 6,75 6,25 5,50 4,50 3,75 2,50

halt Rechnung tragen, daB die FraBmengen in Ausnahmefallen fur mehrere Tage zusammengefaflt bestimmt worden sind. Die Messungen zu dem Zah- lenmaterial fur die Tabellen 1 und 2 begannen am 1. 3. 1967 und erstreckten sich in Tabelle 1 uber 149 Tage und in Tabelle 2 mit den gleichen Termiten- Gruppen zur Erfassung eines etwaigen Einflusses des Zeitreihenumfanges um weitere 49 Tage auf 198 Tage. Tabelle 3 enthalt Ergebnisse mit anderen Ter- miten-Gruppen vom 17. 7. 1967 an uber einen Zeitraum von 181 Tagen.

Vergleicht man zunachst die output-Resultate iiber die Termiten-Gruppen in den einzelnen Tabellen untereinander, so fallt die beinahe schon an physi- kalische Verhaltnisse grenzende Reproduzierbarkeit der einzelnen Resultate ins Auge. Wie der Vergleich der Werte fur die korrigierte und die unkorri- gierte Fassung der input-Resultate zur Magnetischen Unruhe zeigt, sind, von Ausnahmen abgesehen, keine wesentlichen Abweichungen zu beobachten. Un- ter dem in den Tabellen 1 und 2 erfai3ten Einflui3 der Vergroi3erung des Zeit- reihenumfanges ist in erster Linie eine geringfiigige Verkleinerung der groaten Perioden zu erkennen. Dieser Sachverhalt wurde auch bei Periodogrammen anderer aus bekannten sinusformigen Anteilen zusammengesetzter Funktio- nen festgestellt und fuhrte in diesen Fallen zu einer Verbesserung der betref- fenden Merte. Vergleicht man die Werte fur die Perioden aus den Tabellen 1 und 2 mit denjenigen aus der Tabelle 3, so fallen betrachtliche Abweichun- gen auf. Diese Abweichungen sind zunachst als ein Mai3 zur Beurteilung der

Frabaktivitat van Termiten und solare Einfliisse 371

Tabelle 2

Vergleichende tibersicht iiber die Perioden-Verteilung des HolzfraSes von Terrniten- Gruppen und der Magnetischen Unruhe innerhalb von 2 bis 65 Tagen fur einen Zeitraum

von 198 Tagen, beginnend am 1 . 3 . 1967

1 2 Termiten-Gruppe 3 4 5

Magnetishe Unruhe unkorrigiert korrigiert

57,OO 41,75

30,OO 25,50

20,75

16,OO 14,OO 12,75

~

56,OO 44,25

3 1,OO 26,25 23,25 21,oo 18,25 15,75 14,OO 12.50

~~

57,25 57,OO 43,75 43,25 36,OO 36,OO 33,OO 30,25 30,25 26,OO 26,OO 23,25 23,25 21 ,oo 20,75 18,75 18,25 16,OO 16,25 14,OO 13,75 12.75 12.75

56,50 43,75 36,OO

30,OO 25,75

21,oo 18,50 16,OO 13,75 12.75

~

55.50 55.50 43;25 42;50

35,75

31,OO 3 1,25 26,75 26,50 23,25 23,50 20;25 20,75

18,OO 16.25 16.25 14;50 14125

12;oo 12,oo 12,oo 11;50 11,25 11,50 11,50 11,25 10,50 10,50 10,50 10,50 10,50 11,oo

9,75 9,75 9,75 9,50 10,oo 9,OO 9,OO 9,25 9,OO 9,25 8,50 8175 8,50 8,75 8,75 8.75

8;OO 7,75 7.25 7.25 6;50

5,25 5,25 4,OO 4,OO 3,25 3,50

3,OO 2,75 2,50

2,oo

8,OO 8;OO 8,25 7,50 7,75

7,25 7,25 6,75 6,50 6,50

6,OO 5,50 5,25 5,25 4,OO 4,25 4,25

3,25 3,25

2,75 2,oo 2,oo

8325 8325 7,75 7,75 7,25 6,50 6,50

5,75 5,50 4,50 4,75 - 3,75

- 2,25

- 3,25 -

Empfindlichkeit der verwendeten Methode unter den herrschenden Bedingun- gen anzusehen. Zieht man jedoch no& das mai3gebliche Jahresperiodogramm fur die Magnetische Unruhe zu Rate, so erkennt man, dai3 sich auch diese auf den ersten Blick widerspruchlich erscheinenden Zusammenhange in einen gro- i3eren Rahmen harmonisch einfugen.

Die fur den input-output-Periodenvergleich herangezogenen Termiten- versuche fanden im Rahmen des Sonnenflecken-Zyklus nach einem Minimum statt. Dies hat zur Folge, dai3 die mit der synodischen Rotationsdauer der Sonne und der Lage der Sonnenflecken in Beziehung stehende 27tagige Wie- derholungsneigung der im Hinblick auf die Magnetische Unruhe gestorten oder ruhigen Tage in den vorliegenden Fallen mit etwa 1 tagiger Verlangerung und, mit Riicksicht auf eine in diesem Stadium des Zyklus mogliche Verfeh- lung der Erde durch die von der Sonne ausgestoi3enen Teilchenwolken, auch nur wenig ausgepragt zu erwarten ist. Hinzu kommen bezuglich der Beob- achtungszeitraume noch von einer ungeklarten Bevorzugung der Monate Marz und September durch Magnetische Sturme herruhrende Einfliisse sowie Einwirkungen, die durch die ,,zufallige" Wahl des jeweiligen Versuchsbeginns und die Existenz der einzelnen Sonnenflecken bedingt sind. Betrachtet man

3 72 G. Becker und W. Gerisch

die Tabellen 1 bis 3 unter diesen Gesichtspunkten, SO fallt in Tabelle 2 zu- nachst eine bei etwa 56 Tagen liegende Periode ins Auge. Diese Periode ist mit den nunmehr anzusetzenden 28 Tagen Rotationsdauer durch den Faktor 2 verknupfl. Die in den Tabellen 1 und 2 auftretende Periode in der Grogen- ordnung von 42 Tagen steht mit den 28 Tagen uber den Faktor 1,5 in Bezie-

hung(. Bemerkenswert erscheint auch Tabelle 3

Vergleichende Bbersicht iiber die Perio- den-Verteilung des HolzfraBes von Ter- miten-Gruppen und der Magnetischen Unruhe innerhalb von 2 bis 65 Tagen fur einen Zeitraum von 181 Tagen, begin-

nend am 17.7.1967

Magnetishe

9 unkorrigiert Termiten-Gruppe Unruhe 8

48,OO 47,OO 47,50 37.25 37.75 38.25 29;50 29;75 31;50

25,75 26,25 22,25 22,oo 22,50 19,25 19,OO 19,25 17,OO 16,OO 15,25 15,25 14,75 13,75 12,75 12,75 13,OO 11,75 11,50 11,75 10,75 10,25 11,oo 9,75 9,75 10,25 9,OO 9,043 9,OO 8.00 8.00 8.25 7;25 7;50 7;75

7.00 7,OO 6,50 6;50 6;50 5,75 6,OO 5,75 5,25 5,25 - 4,50 4,75 -

3,75 - 2,75 2,75 - 2,25 -

die GI den Tabellen 1 und 2 bei 14 Ta- gen liegende Periode. Diese Periode mit dem zugehorigen Faktor I/z ist im iibrigen auf den Periodogrammen durch herausragende Ordinaten und besonders gute Reproduzierbarkeit mit auflerordentlichem Gewicht ver- sehen. Eine weitere wesentliche Rolle teigt sich in allen 3 Tabellen bei 9 Ta- gen an. Hier liegt der Faktor l / 3 in sehr guter Naherung vor. Eine Pe- riode von 28 Tagen selbst deutet sich nur in Tabelle 1 in geringer Auspra- gung an. Die zu dieser Periode geho- rigen Periodogramm-Ordinaten be- statigen diese Bewertung. In den Ta- bellen 2 und 3 zeigen sich schliefllich noch Perioden in der Nahe von 30 Ta- gen an. Diese konnen moglicherweise mit einer in der Literatur erwahnten mutmafllichen 3Otagigen Wiederhol- neigung von Storungen mit angenom- menem Ursprung in tieferen und des- halb langsamer rotierenden Schichten der Sonne in Zusammenhang gebracht werden.

Wahrend die zuvor beschriebenen Ergebnisse uber die Periodogramm- Ubereinstimmungen zu Beobachtungs- teitraumen gehoren, die, gemessen an den Erfordernissen der Periodogramm- Analyse, durchschnittlich, gemessen

aber an der Existenzdauer groflerer Sonnenflecken, erheblich zu lang ausge- fallen sind, wurde iiber das Zahlenmaterial zur Magnetischen Unruhe, be- ginnend am I . 3. 1967 und versetzt um jeweils 3 Tage, ein verkurzter, den Erfordernissen der Periodogramm-Analyse kaum mehr genugender Beob- achtungszeitraum von 82 Tagen, entsprechend drei normierten Umdrehungen der Sonne, hinweggeschoben. Es wurden jeweils Periodogramm-Ausschnitte in der Nahe der Perioden zu 9, 14 und 28 Tagen berechnet. Der Vergleich der zahlreichen Resultate untereinander bestatigte die zu erwartenden Fluktua- tionen sowohl im Hinblick auf die Lage der Perioden als auch auf die Aus- pragung der Periodogramm-Ordinaten. Mit Rucksicht auf die hinsichtlich des Streckenspektrums gemachten Bemerkungen und eine vorgesehene Abschat- zung zur Verminderung der Zeitreihen-Varianz wurde aus den verkurzten Beobachtungszeitraumen nunmehr ein Zeitraum ausgewkhlt, fur den die

Fraj3aktivitat von Termiten und solare Einfliisse 3 73

14tagige Periode besonders im Hinblick auf die Periodogramm-Ordinate aus dem ubrigen Material weit herausragte. Es zeigte sich, dai3 fur diesen Zeit- raum auch eine akzeptable Naherung fur die Stagige Periode gut ausge ragt war. Die Naherung fur die 28tagige Periode war wohl relativ deutlick, fie1 jedoch in Anbetracht der fur Perioden dieser Groi3e absolut nicht mehr zu- reichenden Lange des Beobachtungszeitraumes um 18 O / o zu klein aus. Zu die- sem Zeitraum wurden sodann vollstandige Periodogramme fur das Interval1 von 2 bis 28 Tagen sowohl fur das Ma& der MagnetischenUnruhe in unkorri-

Tabelle 4

Daten z u r weiteren Auswertung der in Abb. 1 dargestellten Periodograrnrne

Werte- Gruppen I 1

Termiten-Gruppe 2 3 4 I Magnetisme

Unruhe 5 unkorrieiert

I - 1

0,426. lo-'' 0,2 17.1 0-4 0,349.1 0-4 0,278.10-* 0,622. Zeitreihen- o,247.10-1 Varianz

8 6 897 8,6 896 86 8,6 Abszissen- 12,6

(23,7) (23,7) (23,8) (24,4) (23,8) (24,3) werte

0,245.10-e 0,254.10-e 0,195.10-* 0,234.10-2 0.226.10-2 0,432.10'' 0,23 3.1 0-2 0,196.1 O-? 0,272.1 0-2 0,3 4 5.1 0-2 0,334.10-* 0,5 4 1.10'' Ordinaten- (0,260.10-2) (0,320.10-2) (0,339.10-2) (0,282.10-2) (0,401.10-*) (0,351.10+') werte

12,6 12,7 12,6 12,5 12,5

gierter Fassung als auch fur die Termiten-Gruppen 1 bis 5 berechnet und ge- zeichnet. Das Ergebnis findet sich in Abbildung l . Bemerkenswert erscheint no&, dai3 der Periodogramm-Charakter der Kurven bei den Termiten- Gruppen wesentlich deutlicher hervortritt als bei der Magnetischen Unruhe. Dieser Sachverhalt konnte durch das zugrunde gelegte Mai3 fur diesen Indi- kator bedingt sein, konnte aber auch dagegen sprechen, dai3 der Magnetfeld- wechsel als Indikator der eigentliche oder einzige tatsachliche Informations- trager ist. Fur einen auszugsweisen input-output-Vergleich und weitere Ab- schatzungen sind in Tabelle 4 noch Abszissen- und Ordinatenwerte der er- wahnten drei Perioden sowie die Werte der Zeitreihen-Varianz zusammen- gestellt. Auf Ordinaten-Dimensionen und - M a h a b e wurde verzichtet.

3.3. Diskussion

Eine Anwendung der Formeln (2) und (3) gestattet hinsichtlich der einzelnen Termiten-Gruppen fur den betrachteten Zeitraum die Aussage, dai3 bei vor- sichtiger Anwendung dieses Formalismus sogleich bereits zwischen 24 O/o und 58 O / o der jeweiligen Zeitreihen-Varianz mit Hilfe eines nur 3 X 2-gliedrigen Fourier-Ansatzes zu einer Grundperiode von naherungsweise 28 Tagen er- klarbar sind. Hinsichtlich der Magnetischen Unruhe liegt der betreff ende Wert bei 48 O/o.

Zur angernessenen Wiirdigung dieser zwischen '/i und ' i z anzusetzenden Anteile sei noch berncrkt, da13 natiirlich in den Me8wertcn nach ober. hin auger der von den schon crwzhnten 56 Tagcn herruhrenden, mit Riicksicht auf mogliches Streckenspektrum noch nicht erfal3ten Komponente auch noch bisher auf Grund der Lange der Beobachtungszeit- raurne iiberhaupt unzulingliche Jahres- und Halbjahreskomponenten, jedenfalls auf die Werte der Magnetischen Unruhe, von beachtlichcrn Einflufl sind. Nach unren hin setzt sich

3 74 G . Becker und W. Gerisch

die 28-Ta e Fourier-Sequenz ebenfalls weiter fort und erreicht mit Tagen und halben Ta- gen, allerfiigs schon unterhalb der bei taglicher Beobachtung mafigeblichen Grenzperiode, Perioden, die nochmals einen herausragenden EinfluB auf die MeBwerte haben diirften. Diese Zusammenhange lassen im ubrigen auch erkennen, dafi eine unter den herrschenden Gegebenheiten optimale Wahl der Grundperiode fur einen ins Auge gefafiten Fourier- Ansatz problematisch ist.

Eine besondere Feststellung durfte sowohl fur eine mit einer spateren und weitergehenden mathematischen Modellierung des vorgestellten Systems ver- bundene black-box-Analyse als auch bei der Beurteilung und Auswahl an- derer Vergleichsindikatoren fur die Sonnenaktivitat wesentlich sein. Beim Vergleich der graphischen Darstellung einer normierten und standardisierten Zeitreihe zu einer Termiten-Gruppe gemai3 Tabelle 2 und der entsprechend bearbeiteten Darstellung des zugehorigen Mai3es der Magnetischen Unruhe zeigte sich, dai3 in der uberwiegenden Zahl der zuganglichen Falle die Ter- mitenfrai3-Zeitreihe dort Nullstellen hat, wo die Magnetfeld-Zeitreihe Ex- trema besitzt. Wie durch einzelne Oberprufungen no& festgestellt wurde, ist dieser Sachverhalt auch fur die weiteren Termiten-Gruppen auffallig, kann also als Regel angesehen werden. Dieser Befund entspricht in bemer- kenswerter Weise den an fruherer Stelle erwahnten Beobachtungen von BARNWELL (1960) sowie BARNWELL und BROWN jr. (1964) uber die zeitliche Verschiebung der Extrema bei den Nassarius-Versuchen.

Mit der vorliegenden mathematischen Behandlung sollte in erster Linie gezeigt werden, dai3 die Betrachtung eines Systems ,,Sonnenaktivitat -f black- box + Termitenaktivitat" einen Sinn hat. Dabei wird weder der Anspruch erhoben, dai3 weitere innere und aui3ere Einflusse auf den black-box ausge- schlossen sind, noch dai3 im vorliegenden Falle die Magnetische Unruhe der am besten geeignetste Indikator zur Erfassung der Sonnenaktivitat und der tatsachliche Informationstrager ist. In weiteren Untersuchungen konnte man zu bestatigen suchen, daiS das System globalen Charakter fur die ganze Erde besitzt. Ein weiteres wesentliches Kriterium durfie in der erwahnten 1 tagigen Verlangerung des 27-Tage-Intervalls beim Durchgang durch ein Minimum des Sonnenflecken-Zyklus zu verfolgen sein. Uber den oder die tatsachlichen In- formationstrager sind geeignete Versuche erforderlich. Die schon erwahnte weiterfuhrende mathematische Modellierung dieses mit dem speziellen Cha- rakter eines nachrichtentechnischen Obertragungssystems versehenen Phano- mens kann sich uber den vorliegenden Fall hinaus als ein wirkungsvolles Ver- fahren zur Erkenntnis biologischer Erscheinungen bewahren.

4. Uberprufung der Ergebnisse mit Termiten auf offensihtliche Zusammenhange mit solaren Rhythmen

Nachdem ein Zusammenhang zwischen solaren Einflussen, reprasentiert durch die Erscheinung der Magnetischen Unruhe, und der Fragaktivitat der Termi- ten an zwei Versuchsreihen des Jahres 1967 mathematisch gesichert war, er- schien es statthafi, die ubrigen Ergebnisse auf das Vorhandensein offensichtli- cher solar-rhythmischer Einwirkungen zu untersuchen, ohne die Befunde sta- tistisch zu sichern. Es wurde nach einwandfrei erkennbaren 27-(oder 2%) Tage-Rhythmen bei Extrema der mittleren taglichen Frai3mengen gesucht. Diese wurden mit den taglichen MeBwerten der Sonnenfleckenrelativzahlen (Eidgenossische Sternwarte Zurich, vermittelt durch das Meteorologische In-

I

Termiten-Gruppen 1 bis 5

2 5 10 15 10 25 3 -Tage

Abb. I . Verglcichendc Ubersicht zu Periodogrammcn dcs HolzfraRes von Termitengruppen und der Magnetischen Unruhe fur einen anhand der 14tfgigen Periode der Magnetischen

Unruhe computermafiig ausgewahlten Zeitraum von 82 Tagen

3 76 G. Becker und W. Gerisch

1967

140

c2O 8 $3

p io 0 288 !in M 15 20 25 30 4E 9 14 19 24 29 4 P 9 14 19 24 B. 3H 8H

1967

Abb. 2 a-c. Mittelwerte der von je 5 Gruppen von Heterotermes indicola (Wasmann) ge- fressenen Holzmengen und entsprechende Tageswerte der Sonnenflecken-Relativzahl sowie

der Magnetischen Unruhe fur die Zeit vom 28. 2. bis 16. 9. 1967

stitut der Freien Universitat Berlin) und der Magnetischen Unruhe (Erd- magnetisches Observatorium Wingst) daraufhin verglichen, ob zwischen ih- nen und extrem hoher oder niedriger Frai3aktivitat regelmai3ige und definier- bare Beziehungen bestehen.

Mehrmonatige Versuchsreihen mit Heteroterrnes indicola, in einigen Fal- len gleichzeitig auch mit anderen Termitenarten, wurden durchgefuhrt.

(1) vom 28. 2. 67 bis 14. 9. 67, (2) vom 16. 7. 67 bis 2. 1 . 68, (3) vom 19. 1. 68 bis 30. 4. 68, (4) vom 2. 7. 68 bis 1 1 . 10. 68, (5) vom 5 . 8 . 69 bis 1 . 10. 69, (6) vom 6. 1 1 . 69bis 3. 1 . 70, (7) vom 3. 12. 69 bis 27. 2. 70, (8)vom 1 . 2. 70 bis 1 5 . 4 . 70, (9) vom 23. 6. 70 bis 28. 9. 70.

Frajaktivitat von Termiten und solare Einfliirse 3 77

50 mg

z40 Q, 7

2 3 2, k 2 10

0 8E 13 18 23 28 3 8 8 13 18 23 28 2EU 7 12 17 22 27 1 l X 6 11 16E

1967

140

I 1 M

Em d Q 80

60

40

20

%kT 13 18 23 28 3pI 8 13 18 23 28 2m 7 12 17 22 27 1P 6 I1 ME 1967

* E

2:

50

3 40

$3 c

$ 2 0 c

10

0 8E 13 18 23 28 3Ea 8 13 18 23 28 2Pti 7 12 17 22 i'? 1H 6 11 1618

7967

Abb. 2 d-f ( s . S . 376)

In den sich zeitlich uberschneidenden Reihen (1) und (2), deren Ergebnisse in Abbildung 2 zusammen mit den Werten fur die Sonnenfleckenaktivitat und die Magnetishe Unruhe dargestellt sind, lafit sich nur je eine 27-Tage- Folge voii Minima der Frafltatigkeit uber mehrere Sonnenumdrehungen hin verfolgen. Bei der Reihe (1) handelt es sich um die Tage 3.14. 3., 30.131. 3., 26.127.4., 23.124. 5.; danach sind die Minima wenig deutlich. Diesen Minima geht zunachst ein deutliches Maximum am 1.12. 3. und 28.129. 3. voraus; spater ist ein nachfolgendes Maximum ausgepragter. In der Reihe (2) folgen die Minima am 27.128. 7., 23.124. 8., 19.120. 9. und 16.117. 10. einem 27- Tage-Rhythmus; danach wird die Reihe undeutlich.

Fur die Reihe (3), deren Ergebnisse in Abbildung 3 wiedergegeben sind, zeigt sich nur eine kurze Folge von Maxima am 13.116. 2., 11.112. 3. und vielleicht noch am 7.18.4. Fur die zahlreichen Minima lai3t sich allenfalls zwi- schen dem 31.1.11.2., 28.129.2. und 26.127.3. ein28-Tage-Rhythmus finden.

In der Versuchsreihe (4), beginnend im Sommer 1968, zeigt sich eine Mi- nima-Serie vom 2.14. 7. an, gefolgt von einer Maxima-Serie vom 5./7. 7. an fur einige 27-, z. T. 28-Tage-Sequenzen. Eine zweite periodische Minima- Serie beginnt am 9./10. 7., wird aber nach zwei 27-Tage-Perioden bereits undeutlich; eine zweite Maxima-Folge ist vom 25./27. 7. uber den 22.123. 8.

378 G. Becker und W. Gerisch

fur mehrere weitere Sonnenumdrehungszeiten zu erkennen. Die Werte sind in Abbildung 4, wiederum zusammen mit denen der Sonnenfleckenaktivitat und der Magnetischen Unruhe, enthalten (s. S. 380, 381).

Bei der im Sommer 1969 angefangenen Reihe (5) beginnen je zwei uber nur 2 (in einem Falle 3) 27-Tage-Perioden verfolgbareserien von Maxima am 6./7. 8. und am 12./14. 8. und von Minima am 7./8. 8. und am 14./15. 8. Bei der Reihe (6) vom Winter 1969/70, deren Ergebnisse Abbildung 5 zeigt, ist nur je eine meist einen 28-Tage-Rhythmus aufweisende Maxima-Folge ab 8./9. 12. und eine Minima-Folge ab 11./12. 12. zu beobachten. In der Reihe (7) ist nur eine Minima-Sequenz von 27 bis 28 Tagen am 11./12. 12.69, 7./9. 1. 70 und 4.h. 2. 70 einwandfrei erkennbar. Die Reihe (8) ist fur die Frage- stellung zu kurz.

Die meisten 27-Tage-Rhythmen lassen sich bei der gleichzeitig mit 3 Termi- ten-Arten durhgefuhrten Versuhsserie (9) feststellen, deren Ergebnisse Abbil- dung6 zeigt. Hier gibt es zwei ausgepragteMaxima-Folgen, die am 23.125.6. 70 und am 7./8. 7. 70 beginnen und uber vier Sonnenumdrehungen zu ver- folgen sind; zwei weniger deutliche und kurzere Serien beginnen am 29J30.6. und am 15./16. 7. Ferner gibt es drei Minima-Sequenzen, vom 23./24. 6. an uber vier Umdrehungen sowie vom 9./10. 7. und vom 23./24. 7. an fur eine oder zwei Umdrehungen.

Bei allen im Winterhalbjahr (von November bis Marz) durchgefuhrten Versudweihen waren nur je eine Minimum- und eine Maximum-Folge von 27 (bis 28) Tagen deutlich erkennbar. Bei den Reihen, die im Sommer und Herbst (Ende Juni bisoktober) liefen, war fur 1967 auch nur eineMinimum- und eine Maximum-Folge deutlich; in den Jahren 1968,1969 und 1970 aber waren jeweils mehrere Perioden entsprechend der Sonnenumdrehung fur Extrema der Frafiintensitat ausgepragt. In den Jahren 1969 und 1970 wies die relative Sonnenflecken-Aktivitat in der zweiten Jahreshalfte niedrigere Monatsmittelwerte auf als in der ersten JahreshalRe. In den Jahren 1967 und 1968 jedoch war bei teilweise starker monatlicher Schwankung ein sol- cher Unterschied nicht ausgepragt. Die hochste Gesamtaktivitat der Sonne lag in diesem Zeitabschnitt in den Jahren 1968 und 1969; sie war wesentlich geringer als wahrend des Sonnenfleckenmaximums 1 1 Jahre zuvor.

Ein Vergleich mit den taglichen Sonnenflecken-Relativzahlen und den ebenfalls je Tag summierten Magnetfeld-Intensitatswerten, die in den Ab- bildungen 2 bis 6 den Mittelwerten fur die taglich von den Termiten gefres- senen Holzmengen gegenubergestellt sind, zeigt, dafi eine leicht iiberschau- bare Beziehung zwischen der Frafiaktivitat der Termiten und der Magne- tischen Unruhe nicht zu bestehen scheint, wohl aber bei den Sonnenflecken- Relativzahlen durchaus zu erkennen ist. Periodische Maxima des Termiten- frafles treten meist auf, wenn die Sonnenfleckenintensitat abnimmt oder sich einem relativen Minimum nahert, Minima der FraBaktivitat, wenn die Son- nenflecken-Relativzahlen zunehmen oder sich einem Hijhepunkt nahern.

Dieser Befund, fur den hier kein statistischer Nachweis geliefert wird, ent- spricht dem Ergebnis des im vorangehenden Abschnitt dargestellten mathe- matischen Aktivitatsreihen-Vergleichs, bei dem Nullstellen (Durchschnitts- werte) der Termitenaktivitat vorzugsweise im Bereich von Minima oder Maxima der Magnetischen Unruhe festgestellt worden waren. Abbildung 7 zeigt eine schematische Darstellung der off enbar vorliegenden Beziehungen. Es besteht dabei Ubereinstimmung mit den bereits fruher erwahnten An- gaben von BARNWELL (1960) und BARNWELL und BROWN jr. (1964), dai3 bei

Frajakt iv i tat v o n Termiten und solare Einfliisse 3 79

50

40

$ 3

Z B

g 10 O1 L

Abb. 3 I-c. Mittelwerte der von je 5 Gruppen von Heterotermes indicola (Wasmann) ge- fressenen Holzmengen und entsprechende Tageswerte der Sonnenflecken-Relativzahl sowie

der Magnetischen Unruhe fu r die Zeit vom 19. 1. bis 28. 4. 1968

1968

der Aktivitat der Schnecke Nassarius obsoleta die zur Magnetfeld-Intensitat invers verlaufende Reaktion den Magnetfeld-Minima und -Maxima urn einige Tage vorangeht.

Wenn die von BROWN jr. (1960, 1962), PRESMAN (1965, 1967, 1970) und anderen Autoren geauflerte Ansicht zutrifl, dafl das natiirliche Magnetfeld mit seinen geringen Schwankungen sowie andere elektromagnetische Felder einen Informationseffekt auf den Organismus ausiiben, so scheint nach den Befunden an Termiten eine Abnahme der Magnetfeld-Intensitat oder an- derer Faktoren der Sonnenflecken-Tatigkeit gewisse Aktivitaten der Tiere zu steigern, eine Zunahme sie zu vermindern. Diese Schluflfolgerung aus der bisherigen Auswertung von Zeitreihen wird durch geeignete Experimente mit kunstlich vorgegebenen Magnetfeld-Intensitaten nachgepriifi. Uber die Ergebnisse wird spater berichtet werden.

380 G. Becker und W. Gerisch

40 -mP

I.? P) 30

P

e s 10 f

7

$ a

O r w I I I I I I I I I I I I I I I I 2lU 7 12 17 22 27 1m 6 11 16 21 26 31 5 8 10 15 20 25 30lX

1968

Abb. 4 a-c. Mittelwerte der von je 5 Gruppen von Heterotermes indicola (Wasmann) ge- fressenen Holzmengen und entsprechende Tageswerte der Sonnenflecken-Relativzahl sowic

der Magnetischen Unruhe fiir die Zeit vom 2. 7. bis 25. 12. 1968

5. SchluSfolgerungen zum Phanomen der Aktivitatsanderungen bei Termiten

Grundsatzlich ist zu beachten, dai3 die Termitenversuche in einem Kellerraum durchgefuhrt worden sind, dessen Wande und Decke sicherlich etwas von den Strahlungs- und Feldeinflussen abgeschirmt haben. Darauf wird aber erst spater in einer anderen Arbeit zuruckzukommen sein.

Nach dem durchgefuhrten mathematischen Zeitreihenvergleich und einer Gegenuberstellung der Termitenfraflwerte einerseits und der Sonnenfleckeii- Relativzahlen sowie der Magnetischen Unruhe andererseits ist an einem Zu- sammenhang zwischen dem solaren Aktivitatsrhythmus und dem Termiten- verhalten nicht zu zweifeln. Es hat den Anschein, dai3 mit der Magnetischen Unruhe allein diese Beziehungen iiicht hinreichend erklarbar sind. Da aber eine Magnetfeld-Anderung Riickwirkungen auf die ubrigen elektromagne- tischen Erscheinungen hat und solare Einflusse sich auch auf das Wetter aus-

Frafiaktivitat von Termiten und solare Einfliisse 381

B. 1968

140

5 120 c 5 1w - &?a F 3 60

% 40 b

c 2 20 4

1968

50

$40

$ 3 0 E

2 20 9 10 c

0 lX 6 I f 16 21 26 31 5H 10 15 M 25 30 5H 10 15 20 25D

1968

Abb 4 d-f (S S 380)

wirken, ist von vornherein mit komplexen Verhaltnissen und Schwierig- keiten bei der Faktorenanalyse zu rechnen.

Gesichert erscheint ferner, dai3 Aktivitatssteigerungen bei den Termiten vorzugsweise bei abnehmender Sonnenfleckenintensitat und umgekehrt der- art auftreten, dai3 Extremwerte der Sonnenflecken-Relativzahlen mehr oder weniger Durchschnittwerten der Termiten-Frafitatigkeit entsprechen.

Wie indessen ein Vergleich der Termiten-Frai3aktivitat mit den Sonnen- flecken-Relativzahlen sowie den Werten der Magnetischen Unruhe deutlich zeigt, kann ein betrachtlicher Teil der Extrema des taglichen Holzfrai3es der Termiten nicht mit den Anderungen der Sonnenaktivitat erklart werden. Zahlreiche Extrema lassen sich aber nach den angestellten Uberprufungen bestimmten Wetterfronten-Situationen zuordnen. Diese Beziehungen sollen in einer weiteren Arbeit (G. BECKER und WEDLER, unveroff .) behandelt werden. Dai3 von den Wetterfaktoren die atmospherics einen Einflui3 auf die Termiten-Aktivitat besitzen, ist bereits nachgewiesen worden (DA- MASCHKE und G. BECKER 1964, G. BECKER und DAMASCHKE, unveroff.); hohen atmospherics-Werten entspricht - wenn nicht andere Faktoren diese Beziehungen uberlagern und verdecken - geringe Termitenaktivitat und um- gekehrt.

An den Tagen, an denen bestimmte Wetterfronten-Verhaltnisse sowie gleichsinnig fordernde oder hemmende atmospherics- und solare Einflusse oder wenigstens zwei dieser Komponenten zusammentreff en, kommt es zu stark ausgepragten Extrema der Frai3tatigkeit der Termiten. Dies wird an

Mog

netis

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Unru

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Miff

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r Hoi

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Miff

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k

1370

Abb. 6 a-e. Mittelwerte dcr von je 5 Gruppen von Heterotermes indicola (Wasmann), Reti- culitermes Pavipes (Kollar) und Coptotermes amanii (Sjostedt) gefressenen Holzmengen und entsprechcnde Tageswerte der Sonnenfledcen-Relarivzahl sowie der Magnetischen Un-

ruhe fur die Zcir r o m 23. 6. bis 26. 9. 1970

3 84 G. Becker und W. Gerisch

Sonnenfleckenoktivifat oder Mognetische Unruhe

Miltelwertsgerade= Nullwerte

FroBoktivitat von Terrnitengruppen +

Abb. 7. Schematische Darstellung des Zusammenhanges zwischen der FraSaktivitat von Termiten und der Sonnenfleckenaktivitat oder der Magnetischen Unruhe

Beispielen in der folgenden Arbeit gezeigt werden. Erst dabei soll auf das Schrifttum uber den Einflufi von atmospherics und anderen Wetterfaktoren, das z. T. bereits von G. BECKER (1973) erwahnt worden ist, eingegangen wer- den.

Bei dem gegenwartigen Stand der Kenntnis von den elektromagnetischen und anderen physikalischen Einflussen auf die Aktivitat von Organismen gilt und darf vielleicht hier wiederholr werden, was GAUSS (1836) anlailich der ersten systematischen Beobachtungen der Variationen des erdrnagnetischen AuSenfeldes schrieb: ,Fur jetzt kann es noch gar nicht unser Beruf sein, diese ratselhafte Hieroglyphenschrifi der N a t u r zu entziffern: Wir miissen vorerst unser Bestreben nur sein lassen, Abschriften von dem, was sich darbietet, zu sammeln, und denselben immcr mehr Zuverlassigkeit, Treue und Mannigfaltigkeit zu verschaffen: reichem Stoff wird, wie wir zuversichtlich hoffen diirfen, dereinst die Ent- zifferung nicht fehlen. - Es wird der Triumph der Wissenschaft sein, wenn es dereinst gelingt, das bunte Gewirre dcr Erscheinungen zu ordncn, die einzelnen Krafie, von denen sie das zusammengesetzte Resultat sind, auseinanderzulegen und einer jeden Sitz und M a 8 nachzuweisen."

Zusammenfassung

Zcitreihen iiber mehrere Monate. bestehend cinerseits aus Tagesmittelwerten fur die von Termitengruppen bei konstanten Ernahrungs-, Temperatur-, Feuchtigkeits- und Dunkelheits- bedingunpen gefressenen Holzmengen, andcrerseits den entsprechenden Tagessummenwer- ten f i r die Magnetischc Unruhe als einem Merkmal der wechselnden Sonnenaktivitat, wur- den miteinander an H a n d von speziellen Methoden der Harmonischen Analyse verglichen. Dabei erqaben sich eindeutige Zusammenhange zwischen beiden Wertegruppen. In der Rcgcl fallen Zeiten, in denen die Fraiakt ivi ta t der Termiten nicht von einem fur lan- gcre Zcit crrechneten Durchschnittswert abweicht, ungefahr mit Extremwerten der Magne- tischen Unruhe zusammen. Es bleibt dahingestellt, inwicweit nur die Magnetfeldanderungen selbst oder auch andere solare Einflusse auf die Termiten wirken. Eine nichtmathematische Betrachtung mehrerer Vcrsuchsreihen mit Termiten aus den Jahren 1965 bis 1970 1aRt je- wcils cinige 27- bis 2s-Tage-Rhythmen bei Extrcniwerten der Fraflaktivitat, entsprechend der Sonnenumdrehung, feststcllen. Beziehungen sind zu den Sonnenflecken-Relativzahlcn leichter als zu den Werten der Magnctisdien Unruhe zu erkcnncn. blaxima der Frafl- aktivitat treten besonders bei fallenden, Minima bei steigenden Sonnenflecken-Relativzahlen auf. Nach einem Vergleich der Fraflmcngcn mit atmospherics und andercn Werterfaktoren, dcr in eincr weitcren Arbeit bchandelt werden soll, haben auch dicsc einen cindeutigrn Einflufl auf die Aktivitat der Termiten. Das Zusammentreffen von bestimmten solaren und meteorologischen Bedingungen kann zu besondcrs ausgepragten Akrivitatsextrema der Termiten fuhren.

Frabaktivitat von Termiten und solare Einjiisse 385

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