Table Of ContentIMPERIAL COLLEGE
BIOLOGY LIBRARY
SOUTH KENSINGTON
ERGEBNISSE DER BIOLOGIE
ADVANCES IN BIOLOGY
HERAUSGEBER . EDITORIAL BOARD
H. AUTRUM . E. BUNNING· K.v.FRISCH
E. HADORN . A. KUHN· E. MAYR . A. PIRSON
J. STRAUB . H. STUBBE· W. WEIDEL
REDIGIERT VON· EDITED BY
HANSJOCHEM AUTRUM
BAND/VOLUME 26
SPRINGER-VERLAG
BERLIN· GOTTINGEN . HEIDELBERG
1963
ORIENTIERUNG DER TIERE
ANIMAL ORIENTATION
SYMPOSIUM IN GARMISCH-PARTENKIRCHEN
17.- 21. 9.1962
MIT 137 ABBILDUNGEN
WITH 137 FIGURES
SPRINGER-VERLAG
BERLIN· GOTTINGEN . HEIDELBERG
1963
ISBN-13: 978-3-642-99874-4 e-ISBN-13: 978-3-642-99872-0
DOl: 10.1007/978-3-642-99872-0
Aile Rechte, insbesondere das der Obersetzung in fremde Spraehen, vorbehalten
Ohne ausdriickliche Gt'nehmigung des Verlages ist es auch nieht gestattet, dieses
Buch oder Teile daraus auf photomeehanischem Wege (Photokopie, Mikrokopie)
oder auf andere Art zu vervielfiiltigen
© by Springer-Verlag OHG. Berlin' Gottingen . Heidelberg 1963
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1963
Library of Congress Catalog Card Number 26-11246
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeiehnungen usw.
in diesem Werk berechtigt aueh ohne besondere Kennzeichnung nieht zu der
Annahme, daB solche Namen im Sinn der Warenzeiehen- und Markenschutz-
Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daber von jedermann benutzt
werden diirften
Vorwort
Yom 17. bis 21. September 1962 fand in der Vogelwarte Garmiseh-
Partenkirehen ein Symposium fiber die Fragen der Orientierung der
Tiere statt. Die Anregung zu diesem Treffen ging von Professor HENRI
PIERON, Paris, aus.
Die Analyse der Orientierung der Tiere im Raum und in der Zeit
beginnt mit der - keineswegs aueh nur annahernd vollstandigen -
phanomenologisehen Bestandsaufnahme. Allein diese Bestandsaufnahme
staBt auf erhebliehe Sehwierigkeiten, die nur mit kritisehen experimen-
tellen und einwandfreien statistisehen Methoden fiberwunden werden
konnen. Ein weiterer Sehritt ist die Bestimmung der sinnesphysio-
logisehen Leistungen, die an den Orientierungsvorgangen beteiligt sind.
Die Kenntnis der Phanomene und der reeeptorischen V oraussetzungen
der Orientierung stellen aber erst den Anfang dar. In erster Linie sind
es zentralnervose Vorgange, die eine Orientierung ermogliehen. Hier
spielt die zentrale Verreehnung der sinnesphysiologisehen Daten, hier
spielen Regelvorgange und es spielen - bisher kaum bekannt, noeh
weniger analysiert - autonome zentralnervose Prozesse eine ent-
seheidende Rolle. Daher sind Sinnesphysiologie, Verhaltensforsehung,
Neurophysiologie, Kybernetik, Biophysik und mathematisehe Statistik
in gleieher Weise an der Erforsehung der Orientierungsleistungen be-
teiligt. Diese Arbeitsriehtungen zusammenzubringen und Anregungen
auszutausehen, war eine der Hauptaufgaben des Symposiums.
Die Phanomene und Probleme der Orientierung in der Zeit wurden
ausgeklammert. Sie sind Gegenstand eines Cold Spring Harbor-Sym-
posiums im Jahre 1960 gewesen. Ihre Behandlung hatte den Rahmen
gesprengt und die fUr eine fruehtbare Diskussion notwendigerweise
kleine Teilnehmerzahl allzu stark vermehrt.
Unser herzlieher Dank gilt all denen, die das Zustandekommen des
Symposiums ermogliehten: Die teehnisehen und organisatorisehen Vor-
arbeiten hat J. SCHWARTZKOPFF fibernommen und mit dem ihm eigenen
VI Vorwort
Impetus durchgefUhrt. The International Council of Scientific Unions
stellte Mittel fur Reisekosten und Organisation zur Verfugung. Der
Springer-Verlag sorgte fUr die rasche Publikation. Die Vogelwarte
Garmisch-Partenkirchen uberlie13 den Teilnehmern ihre Raume in gro13-
zugiger Weise. So war es moglich, intensive wissenschaftliche Arbeit fern
vom Larm und den Ablenkungen der Gro13stadt mit Erholung in der
herrlichen Natur zu verbinden.
Februar 1963 H. AUTRUM
Inhaltsverzeichnis
The proprioceptive background to mechanisms of orientation. By
Prof. Dr. J. W. S. PRINGLE, Oxford (England) . . . . . . . .. 1
Mechanisms of echolocation. By Dr. J. D. PYE, London (England).
With 7 Figures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12
Pulse duration in the echolocation of insects by the bat, Pteronotus.
By Dr. ALVIN NOVICK, New Haven (U.S.A.). With 4 Figures . . . 21
Acoustic orientation of marine fishes and invertebrates. By Prof.
Dr. JAMES M. MOULTON, Brunswick (U.S.A.). With 3 Figures. . . 27
The orientation of Octopus. By Dr. M. J. WELLS, Cambridge (Eng-
land). With 8 Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Der Einflu13 der Gr613e bewegter Felder auf den optokinetischen
Augenstielnystagmus der Winkerkrabbe. Von Dr. PETER KUNZE,
New Haven (U.S.A.). Mit 5 Abbildungen. . . . . . . . . . . . 55
Statocysten als Drehsinnesorgane. Von Prof. Dr. SVEN DIJKGRAAF,
Utrecht (Holland). Mit 2 Abbildungen. . . . . . . . . . . . . 63
La variabilite des comportements taxiques. Ses principales condi-
tions ecologiques et organiques. Par Dr. JEAN MEDIONI, Toulouse
(France) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Gibt es eine echte skototaktische Orientierung? Von Dr. STEFAN
SUSEc-MICHIELI, Ljubljana (Jugoslawien) . . . . . . . . . . . 83
Effect of desiccation on the light reactions of some terrestrial arthro-
pods. By Dr. VILHO PERTTUNEN, Helsinki (Finland). With 6 Figures 90
The analysis of spatial orientation. By Prof. Dr. TALBOT H. WATER-
MAN, New Haven (U.S.A.). With 8 Figures. . . . . . . . . . . 98
The role of tidal streams in the navigation of migrating elvers
(Anguilla vulgaris Turt.). By Dr. FREDERIK CREUTZBERG, Den
Helder (Netherlands). With 4 Figures ............. 118
Orientation in three species of anuran amphibians. By Prof. Dr.
DENZEL E. FERGUSON, Mississippi (U.S.A.). With 2 Figures .... 128
VIII Inhaltsverzeichnis
Les migrations orientees du Hanneton commun (Melalantha mela-
lantha L.) (Coleoptere Scarabeidae). Par Dr. P. ROBERT, Colmar
(France). Avec 4 Figures ................ .. 135
Ultraoptische Orientierung des Maikafers (Melalantha vulgaris F.) in
ktinstlichen elektrischen und magnetischen F eldern. Von Dr.
F. SCHNEIDER, Wadenswil (Schweiz). Mit 6 Abbildungen ..... 147
KompaBorientierung. Von Prof. Dr. MARTIN LINDAUER, Mtinchen.
Mit 8 Abbildungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Vom Rhythmus der Sonnenorientierung am Aquator (bei Fischen).
Von Dr. WOLFGANG BRAEMER und Dr. HORST O. SCHWASSMANN,
Seewiesen (Obb.). Mit 10 Abbildungen . . . . . . . . . . . . . 182
The concepts of home range and homing in stream fishes. By Dr.
GERALD E. GUNNING, New Orleans (U.S.A.). With 4 Figures ... 202
Die SonnenkompaBorientierung der Eidechsen. Von Prof. Dr.
GEORG BIRUKOW, Dr. KLAUS FISCHER und HORST BOTTCHER,
G6ttingen. Mit 11 Abbildungen. . . . . . . . . . . . . . . . 216
Psychophysical limits of celestial navigation hypotheses. By Dr.
HELMUT E. ADLER, New York (U.S.A.). With 15 Figures .... 235
Bikomponenten-Theorie der Orientierung. Von Dr. H. MITTEL-
STAEDT, Seewiesen (Obb.). Mit 2 Abbildungen .......... 252
Innate and learned components in the astronomical orientation of
wolf spiders. By Prof. Dr. F. PAPI and Dr. P. TONGIORGI, Pis a (Italia).
With 15 Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Geographische Pragung, Tag- und Nachtorientierung trans-ozea-
nisch wandernder Pazifischer Goldregenpfeifer (Pluvialis daminica
fulva). Von Prof. Dr. E. G. FRANZ SAUER, Gainesville (U.S.A.).
Mit 1 Abbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Neuere Aspekte tiber die Orientierungsleistungen von Brieftauben.
Von Dr. KLAUS SCHMIDT-KOENIG, Durham (U.S.A.). Mit 9 Abbil-
dungen .......................... 286
Panspecific reproductive convergence in Lepidachelys kempi. By
Prof. Dr. ARCHIE CARR, Gainesville (U. S. A.). With 3 Figures 298
N amen verzeichnis 304
Sachverzeichnis . 310
Teilnehmerliste
Symposium
Orienticrung der Tiere
In Garmisch-Partenkirchen vom 17.-21. September 1962
Adler, H. E., Dr. (Xew York, U.S.A.)
Autrum, H., Prof. Dr. (;VItinchen, Deutschland)
Birukow, G., Prof. Dr. (Gottingen, Deutschland)
Braemer, Frau H., Dr. (Seewiesen, Deutschland)
Btickmann, D., Dr. (Gottingen, Deutschland)
Carmichael, L., Prof. Dr. (Washington, U.S.A.)
Carr, A., Prof. Dr. (Gainesville, U.S.A.)
Creutzberg, F., Dr. (Den Helder, Holland)
Dijkgraaf, S., Prof. Dr. (Utrecht, Holland)
Ferguson, D. E., Prof. Dr. (Mississippi, U.S.A.)
Gunning, G. E., Dr. (New Orleans, U.S.A.)
Jacobs, VV., Prof. Dr. (Mtinchen, Deutschland)
Klingler, J., Dr. (vVadenswil, Schweiz)
Kunze, P., Dr. (New Haven, li.S.A.)
Lindauer, M., Prof. Dr. (2\Itinchen, Deutschland)
Medioni, J., Dr. (Toulouse, Frankreich)
Mittelstaedt, H., Dr. (Seewiesen, Deutschland)
Moulton, J. M., Dr. (Brunswick, U.S.A.)
Novick, A., Dr. (New Haven, U.S.A.)
Paillard, J., Prof. Dr. (Marseille, Frankreich)
Papi, F., Dr. (Pisa, Italien)
Pennycuick, C. J., Dr. (Cambridge, England)
Perttunen, V., Dr. (Helsinki, Finnland)
Pringle, J. W. S., Prof. Dr. (Oxford, England)
Pye, J. D., Dr. (London, England)
Renner, 1\1., Dr. (:\>Itinchen, Deutschland)
Robert, P., Dr. (Colmar, Frankreich)
Sauer, E. G. F., Prof. Dr. (Gainesville, U.S.A.)
Schaller, F., Prof. Dr. (Braunschweig, Deutschland)
Schmidt-Konig, K, Dr. (Durham, U.S.A.)
Schneider, D., Dr. (Mtinchen, Deutschland)
Schneider, F., Dr. (\Vadenswil, Schweiz)
Schone, H., Dr. (Seewiesen, Deutschland)
Schwartzkopff, J., Prof. Dr. (Mtinchen, Deutschland)
v. St. Paul, U., Frl. Dr. (Seewiesen, Deutschland)
Susec-Michieli, S., Dr. (Ljubljana, Jugoslawien)
Teichmann, H., Dr. (GieJ3en, Deutschland)
vVallraff, H. G., Dr. (Wilhelmshaven, Deutschland)
\Vaterman, T. H., Prof. Dr. (New Haven, U.S.A.)
Wells, M. J., Dr. (Cambridge, England)
v. Zwehl, V., Frl. Dr. (Mtinchen, Deutschland)
The Proprioceptive Background
to Mechanisms of Orientation
By J. W. S. PRINGLE
Department of Zoology, Oxford University (England)
Contents
1. Introduction ....... .
II. The evolution of proprioception 2
III. Types of proprioceptive sense organs 4
1. Vertebrata . . . . . . . . . . 4
2. Arthropoda ......... . 5
3. Relation to special organs of mechanical sense . 7
4. Cephalopoda . . . . 8
IV. Gyroscopic sense organs. 9
V. Summary. 9
References .. 10
I. Introduction
The sensory physiology of orientation, with which this first part of
the symposium is concerned, is a large subject which cannot be ad-
equately reviewed in a single lecture. One may define orientation as the
process whereby animals establish or maintain their body attitude in
relation to the external environment, and many different types of sensory
mechanisms are used by animals to this end. The subject matter in the
study of the sensory physiology of orientation is, however, definable as a
particular part of the overall problem; orientation involves a reaction on
the part of the organism and, at least conceptually, a distinction can be
made between the processes by which the relationship with the environ-
ment is perceived and the response processes, in this case a movement
of some sort, by means of which the organism brings about or restores its
correct angular relationship. The contributions of sensory physiology to
the study of orientation can be well illustrated by considering the pro-
prioceptive senses and it is with these that this lecture will be con-
cerned.
Ergebnisse der Biologie, Bd. 26
