Lehrstuhl für Didaktik der Physik
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Nigno II - das virtuelle Tier

Nigno II, das virtuelle Tier soll den "digitalen" Winter überleben.

Extreme Witterungsbedingungen stellen sehr komplexe Herausforderungen an die Thermoregulation.
Im Laufe der Evolution haben Tiere verschiedene Strategien entwickelt, damit sie kalte Winter überleben können.
Dazu gibt es auch eine Computersimulation, die auf vereinfachten physikalischen Modell¬annahmen beruht und den Einfluss verschiedener Parameter verdeutlicht.

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Sie können in der Simulation verschiedene Kenngrößen einstellen und dem virtuellen Tier „Nigno II“ helfen, einen „digitalen Winter“ zu überlebt.
Zwei Wege sind denkbar:

  1. Sammeln Sie erst ein paar Erfahrungen mit der Simulation, und lesen Sie dann die Erläuterungen zu dem zugrundeliegenden Modell, oder
  2. Informieren Sie sich erst über die Modellparameter und wählen Sie dann gleich sinnvolle Kenngrößen für das virtuelle Tier „Nigno II“.

Hier zu dem Programm "Nigno II"


Nachfolgend ist das vereinfachte Modell für die komplexen Zusammenhänge beschrieben.

Für die Berechnungen zum Energieumsatz wird ein einfaches lineares Modell verwendet,
bei dem folgende Einflussfaktoren berücksichtigt sind:

  1. Die Temperaturdifferenzen zwischen Körpertemperatur und Umgebungstemperatur gehen ein (entsprechend dem Ansatz von Fourier).
    Für die Außentemperaturen werden die monatlichen Temperaturmittel für den Ort Uppsala (Schweden) eingesetzt.
  2. Das Verhältnis von Oberfläche zu Körpervolumen des Tieres ist ein Faktor.
    (Dies ist auch die Grundlage für die Bergman'sche Regel.)
  3. Die Isolation aufgrund von drei unterschiedlichen Felldicken wird berücksichtigt.
    (Angesetzt werden Dicken im Verhältnis von 1 : 2 : 3 .)
  4. Die Nahrungsaufnahme und das Nahrungsangebot ist in grober Näherung einbezogen.
    Das Nahrungsangebot ist im Winter für größere Tiere stärker begrenzt.
    Bei Winterruhe und Winterschlaf erfolgt keine Nahrungsaufnahme.
  5. Ein Schutz durch Höhle oder Kobel wird berücksichtigt, indem die Temperaturdifferenz zwischen Körpertemperatur und Außentemperatur reduziert wird.

Damit wird für jede Monatshälfte ein Verbrauch der Energiereserven nach dem folgenden Ansatz eingerechnet:

Energieabnahme = const * (Körpertemperatur - Außentemperatur ) *
( Größenfaktor für das Tier ) * ( Faktor für das Nahrungsangebot ) *
( Dicke der Isolation ) * ( Faktor für den Schutz der Höhle )
- ( Nahrungszufuhr bei aktiver Überwinterung )


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