Wie Tiere die Zeit erleben

Physikalische und biologische Zeit

In Isaac Newtons 1687 veröffentlichten Philosophiae Naturalis Principia Mathematica beschreibt der große Physiker und Naturphilosoph das Fundament der klassischen Mechanik. Die Zeit war in diesem System ebenso wie der Raum ein Teil der starren Bühne, auf der die Natur ihr Schauspiel aufführt. Die Zeit fließt demzufolge gleichmäßig dahin, ohne Beziehung zu irgendeinem äußeren Gegenstand. Dieses Modell prägte die klassische Physik über Jahrhunderte. 1905 veränderte Einstein mit seiner speziellen Relativitätstheorie unser Verständnis der Zeit grundlegend: Physikalische Zeitintervalle sind tatsächlich abhängig vom Bewegungszustand des Bezugssystems.

Biologie und Psychologie befassen sich weniger mit der physikalischen Zeit als mit der Frage, wie Organismen Zeit messen, Rhythmen regulieren und zeitliche Abläufe wahrnehmen. Ein wichtiger Teilaspekt ist dabei die zeitliche Auflösung des Sehens. Erlebte Gegenwart ist aber nicht nur die Bildverarbeitungsrate des Gehirns. Auch Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Erwartungen beeinflussen, wie wir Zeit erleben. Diese Fähigkeiten unterscheiden sich zwischen den Arten und sind evolutionär an unterschiedliche Umweltbedingungen angepasst.

Was ist die Flimmerverschmelzungsfrequenz?

Ein zentraler Aspekt dieser zeitlichen Abstimmung lässt sich mit Hilfe einer neurobiologischen Messgröße beschreiben, der sogenannten „kritischen Flimmerverschmelzungsfrequenz“ (Critical Flicker Fusion Frequency, kurz CFF). Sie gibt an, bei welcher Frequenz ein regelmäßiger Lichtreiz unter bestimmten Bedingungen nicht mehr als Flackern, sondern als kontinuierlicher „Film“ wahrgenommen wird. Die CFF ist somit ein Maß für die zeitliche Auflösung des Sehsystems. Beim Menschen liegt dieser Wert unter normalen Bedingungen bei etwa 60 Hertz. Das bedeutet: Erreichen mehr als 60 Lichtimpulse pro Sekunde unsere Netzhaut, geht das Flackern für unser Bewusstsein in eine flüssige, stetige Bewegung über.[i]

Ganz anders stellt sich die zeitliche Auflösung des Sehens bei manchen Insekten dar. Bei der gemeinen Stubenfliege kann die Flimmerverschmelzungsfrequenz unter geeigneten Bedingungen Werte von über 200 Hertz erreichen. Ihr Sehsystem kann damit schnelle Veränderungen unterscheiden, die der menschliche Sehapparat nicht erfassen kann. Das dürfte Fliegen helfen, rasche Bewegungen von Beute oder Fressfeinden rechtzeitig zu erkennen. Daraus folgt allerdings nicht, dass, wie manchmal zu lesen ist, ihnen die Bewegung einer menschlichen Hand subjektiv in Zeitlupe erscheint

Sieht eine Fliege alles in Zeitlupe?

Am anderen Ende des Lichtverarbeitungsspektrums befinden sich zahlreiche Fischarten, insbesondere jene, die in tieferen, lichtarmen Wasserschichten leben.  Längere "Belichtungszeiten" helfen ihnen, die schwachen Lichtreste zu sammeln; die CFF-Werte liegen daher teilweise unter 15 Hertz. Schnelle Bewegungen in ihrer Umwelt können von ihrem visuellen System nicht mehr in feine Einzelschritte aufgelöst werden. Wie sich dies auf das innere Erleben des Tieres auswirkt, bleibt auch hier ungeklärt.

Die Evolutionstheorie erklärt, warum sich diese Unterschiede im Laufe der Evolution entwickelt haben: Spezialisierte Photorezeptoren und hochfrequente Nervenbahnen sind energetisch sehr kostspielig. Die Investition in einen Hochgeschwindigkeits-Sehapparat, wie der einer Fliege oder der eines Falken lohnt sich evolutionär nur dann, wenn das Überleben direkt davon abhängt – etwa bei der Flucht vor Fressfeinden, beim Beutefang im Flug, oder bei der Navigation in dreidimensionalen Räumen.

Die Herz-Uhr der Tiere

Neben der visuellen Wahrnehmung beeinflusst auch der Stoffwechsel die innere Taktung eines Organismus. Der Schweizer Physiologe Max Kleiber (1893-1976) fand heraus, dass sich der energetische Grundumsatz eines Tieres nur unterproportional zur Körpermasse erhöht. Er steigt näherungsweise mit der Körpermasse hoch drei Viertel. Das bedeutet: Der Stoffwechsel pro Kilogramm Körpermasse ist bei kleineren Tieren gegenüber großen drastisch erhöht. Eine Maus verbrennt Energie pro Gramm „Zelle“ viel schneller als ein Elefant.

Erlebt der Elefant sein Leben als langsamer?

Eine Maus kommt mit mehreren hundert Schlägen pro Minute und einer Lebensspanne von etwa zwei Jahren auf eine ähnliche Größenordnung von Gesamtherzschlägen wie ein Elefant, dessen Herz viel langsamer schlägt und der viele Jahrzehnte lebt. Diese Tendenz einer annähernd ähnlichen absoluten Gesamtzahl an Herzschlägen zeigt sich bei vielen Säugetierarten. Gibt es also so etwas wie eine innere Herz-Uhr, die nach rund 900 Millionen Schlägen abgelaufen ist? Ganz offenbar ist dem nicht so: Menschen und andere Primaten sowie etliche Vogelarten kommen in ihrer Lebensspanne auf deutlich höhere Werte.

Im Körper der Maus spielt sich Vieles in kürzeren Zeitabständen ab: Sie verarbeitet bestimmte Reize schneller und reagiert in Zeiträumen, in denen ein großer Organismus wie der des Elefanten träger wirkt. Daraus folgt jedoch auch in diesem Fall nicht, dass dem Elefanten eine Sekunde subjektiv länger vorkommt. Eine hohe zeitliche Auflösung der Sinnesorgane oder ein schneller Stoffwechsel bedeuten eine präzise Taktung des Augenblicks – nicht zwangsläufig das Vorhandensein eines Zeitbewusstseins.

Haben Tiere ein subjektives Zeitempfinden?

Subjektives Zeiterleben lässt sich also weder aus der CFF noch aus der Herzfrequenz unmittelbar ableiten. Beim Menschen ist das Zeitempfinden ein komplexes psychologisches Phänomen: Die meisten Erwachsenen empfinden im Rückblick, dass die Jahre immer schneller verstreichen. Das hängt unter anderem damit zusammen, dass neue und ungewöhnliche Erlebnisse – wie wir sie in der Jugend häufiger machen – tiefere Erinnerungsspuren hinterlassen. Routinen im Alter führen dazu, dass vergangene Spannen in der Erinnerung zusammengeschrumpft wirken. Zudem verringert sich die relative Gewichtung eines Jahres an der bisherigen Lebenszeit mit zunehmendem Alter stetig.

Ob Tiere Ähnliches empfinden, wissen wir nicht. Unstrittig ist, dass sie über biologische Zeitgeber, eine innere Uhr, verfügen: Neuronale Netzwerke steuern Tagesrhythmen, Schlaf-Wach-Phasen und saisonale Anpassungen. Menschen verfügen über besonders ausgeprägte Fähigkeiten, sich bewusst an vergangene Ereignisse zu erinnern und mögliche Zukünfte gedanklich vorwegzunehmen. Bei bestimmten Tierarten gibt es Hinweise auf vergleichbare Teilfähigkeiten. Ob diese Tiere dabei eine bewusste Vorstellung von Vergangenheit und Zukunft besitzen, die unserem Erleben entspricht, lässt sich jedoch nicht ohne Weiteres sagen.

Auch Tiere orientieren ihr Verhalten an vergangenen Erfahrungen und zukünftigen Erfordernissen. Das Eichhörnchen vergräbt seine Nüsse aber nicht, weil es sich bewusst auf den kommenden Winter vorbereitet, sondern weil ein hormonell gesteuertes Verhaltensprogramm auf die Verkürzung der Tageslänge reagiert. Ob das Tier dabei in einer Weise an den kommenden Winter denkt, die unserem bewussten Zukunftsdenken entspricht, lässt sich aus dem Verhalten allein nicht ablesen.

Wie erleben unsere Hunde und Katzen die Zeit?

Der Blick auf unsere Haustiere führt die theoretischen Überlegungen in den Alltag. Auch Hunde und Katzen können unter geeigneten Bedingungen schnellere visuelle Veränderungen unterscheiden als der Mensch. Ihre Sehsysteme sind darauf ausgelegt, kleinste Bewegungen auch bei Dämmerung rasch zu registrieren. Die Bildwiederholtechnik der früheren Röhrenfernseher, mit etwa 50 Halbbildern pro Sekunde, konnte daher dazu führen, dass Hunden oder Katzen das Bild weniger gleichmäßig und flackernd erschien als für Menschen und die Tiere womöglich stresste.

Auch unsere Haustiere nehmen die Welt anders wahr als wir

Dass Hunde Zeitintervalle unterscheiden können, ist experimentell gut belegt. In Versuchen konnten sie unterschiedlich lange Lichtsignale unterscheiden und Abschnitte von mehreren Sekunden verlässlich einschätzen. Wenn ein Hund seinen Besitzer nach kurzer Abwesenheit überschwänglich begrüßt, lässt sich daraus jedoch nicht ableiten, dass sich die Zeit für ihn subjektiv länger angefühlt hat als für den Menschen – Erregung, Erwartungshaltung und die reine Trennungsdauer wirken hier zusammen.

Bei Katzen zeigen Verhaltensstudien ebenfalls Unterschiede: Nach vierstündiger Trennung zeigten Hauskatzen bei der Wiedervereinigung mehr Kontaktverhalten als nach einer halben Stunde. Die Dauer der Trennung spielt für ihr Verhalten also eine nachweisbare Rolle, ohne dass wir auch in diesem Fall daraus schließen können, wie sich diese Zeitspanne innerlich für sie angefühlt hat.

Auch dass Hunde und Katzen schneller altern als ein Mensch, bedeutet nicht, dass sie ein Jahr subjektiv als kürzer erleben. Körperliches Altern, die Verarbeitung schneller Reize und das Zeitempfinden sind grundsätzlich verschiedene Dinge.

Wie Tiere die Zeit erleben

Die wissenschaftliche Beschäftigung Frage, wie Tiere die Zeit erleben, macht deutlich, dass die menschliche Perspektive nur eine unter vielen ist. Zeitliche Auflösung und biologische Rhythmen wurden in Jahrmillionen der Evolution an unterschiedliche Umweltbedingungen angepasst.

Tiere können Zeitintervalle unterscheiden, visuelle Reize mit unterschiedlicher Präzision auflösen und jahreszeitlichen Rhythmen folgen. Doch wo die Grenze zwischen objektiv messbarer Biologie und einem bewussten, subjektiven Erleben von Zeit verläuft, bleibt eine der faszinierendsten offenen Fragen der Naturwissenschaft.

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Wer mehr wissen will:

Mankowska, Natalia D. et al. (2021): „Critical Flicker Fusion Frequency: A Narrative Review“, Medicina, 57(10), Artikel 1096.

Landgren, Eva; Fritsches, Kerstin; Brill, Richard; Warrant, Eric (2014): „The visual ecology of a deep-sea fish, the escolar Lepidocybium flavobrunneum (Smith, 1843)“, Philosophical Transactions of the Royal Society B, 369(1636), Artikel 20130039.

Kleiber, Max (1932): „Body size and metabolism“, Hilgardia, 6(11), S. 315–353.

Livingstone, S. D.; Kuehn, L. A. (1979): „Similarity in the number of lifespan heartbeats among non-hibernating homeothermic animals“, Aviation, Space, and Environmental Medicine, 50(10), S. 1037–1039.

Macpherson, Krista; Roberts, William A. (2017): „On the clock: Interval timing and overshadowing in domestic dogs (Canis familiaris)“, Journal of Comparative Psychology, 131(4), S. 348–361.

Eriksson, Matilda; Keeling, Linda J.; Rehn, Therese (2017): „Cats and owners interact more with each other after a longer duration of separation“, PLOS ONE, 12(10), Artikel e0185599.

[i] Warum flimmert ein Kinofilm nicht? Kinofilme werden üblicherweise mit 24 unterschiedlichen Bildern pro Sekunde projiziert. Um das Flimmern der Projektion zu verringern, unterbricht eine rotierende Blende den Lichtstrahl während jedes Bildes zusätzlich. Bei zweifacher Beleuchtung wird jedes Bild zweimal auf die Leinwand gebracht, sodass 48 Lichtimpulse pro Sekunde entstehen; bei dreifacher Beleuchtung sind es 72. Dadurch wird das Flimmern weniger auffällig. Die zusätzlichen Lichtimpulse erzeugen jedoch keine neuen Bewegungsbilder: Die Bewegung entsteht weiterhin aus der Abfolge der 24 unterschiedlichen Einzelbilder.