Vorlesung Bau & Funktion der Pflanzen & Tiere

Professorin Dr. Katharina Foerster

  • Lehrstuhl für Vergleichende Zoologie
  • Auf der Morgenstelle 28, 72076 Tübingen
  • E-Mail: katharina.foerster@uni-tuebingen.de

1) Überblick

  • Tierisches Verhalten basiert auf physiologischen Systemen und Prozessen.
  • Definition: Verhalten ist eine Handlung, die unter der Kontrolle des Nervensystems von Muskeln oder Drüsen in Antwort auf einen Reiz ausgeführt wird.
  • Folie 6

Verhalten und Überlebensstrategien

  • Verhalten ist entscheidend für:
    • Nahrungssuche und Überleben.
    • Finden eines Geschlechtspartners für Fortpflanzung.
    • Aufrechterhaltung der Homöostase.
  • Wechselwirkung zwischen Physiologie und Verhalten.
  • Verhalten ist die Summe der Antworten auf äußere und innere Reize.
  • Verhalten hat sich über lange Zeiträume durch natürliche Selektion entwickelt.
  • Folie 7

2) Fragen zur Analyse tierischen Verhaltens (Tinbergen)

  • Um tierisches Verhalten zu verstehen, müssen vier Fragen beantwortet werden:
    1. Welcher Reiz löst das Verhalten aus und welche physiologischen Mechanismen vermitteln die Reaktion? (Wie?)
    2. Wie beeinflussen die Erfahrungen, die ein Tier im Laufe der Entwicklung macht, seine Reaktion? (Wie?)
    3. Wie begünstigt das Verhalten Überleben und Fortpflanzung? (Warum?)
    4. Welche Evolutionsgeschichte steckt hinter dem Verhalten? (Warum?)
  • Proximate und ultimate Aspekte des Verhaltens müssen betrachtet werden.

Proximate und ultimate Begründungen

  • Proximate Begründungen:
    • Fokus auf Umweltreize, die Verhalten auslösen.
    • Genetische, physiologische und anatomische Mechanismen, die Verhalten zugrunde liegen.
  • Ultimate Begründungen:
    • Evolutive Bedeutung und phylogenetischer Ursprung eines Verhaltens.
  • Folie 9

3) Nature vs. Nurture

Gene oder Umwelt und Lernen?

  • Tierisches Verhalten wird durch komplexe Wechselbeziehungen zwischen genetischen und Umweltfaktoren geprägt (angeboren vs. erworben).
  • Cross-fostering-Studien identifizieren den Umweltbeitrag zum Verhalten.
  • Beispiel: Hirschmäuse (aggressiv, fleißige Eltern) vs. Weißfußmäuse (weniger aggressiv, weniger fleißige Eltern).

Gene und Verhalten

  • Masterregulatorgene steuern die Expression und Aktivität vieler Gene und damit komplexe Verhaltensweisen.
  • Beispiel: Werbeverhalten des Taufliegenmännchens wird durch das Gen fru reguliert.
  • Mehrere Gene können zusammenarbeiten, um spezifisches Verhalten zu steuern.
  • Beispiel: Honigbienen verwenden zwei Gene für die Entfernung toter Larven.

4) Festgelegte Reaktionsmuster

  • Festgelegte Reaktionsmuster: nicht erlernte Handlungen, die immer gleich verlaufen und ausgelöst durch einen Schlüsselreiz.
  • Beispiel: Eirollbewegung.
  • Experiment: Einfluss von elterlichen Merkmalen auf Bettelreaktionen bei Silbermöwen.

Ergebnisse

  • Ein roter Fleck hat die größte stimulierende Wirkung auf Bettelreaktionen.
  • Schnabelform hat geringen Einfluss.
  • Folie 34

5) Variable, vererbbare Verhaltensmuster

Fortpflanzungsstrategien

  • Beispiel: Kampfläufermännchen haben verschiedene Fortpflanzungsstrategien (aggressiv oder imitierend).
  • Beispiel: Vogelzug bei Mönchsgrasmücken – Wahl zwischen verschiedenen Zugrichtungen zur Nahrungsfindung.

Experiment zu Zugverhalten

  • Peters Berthold Experiment mit Mönchsgrasmücken verdeutlicht genetische Basis des Zugverhaltens.
  • Unterschiedliche Zugrichtungen je nach genetischer Herkunft.

6) Lernen als Verhalten

Arten des Lernens

  • Angeborene Verhaltensweisen: genetisch festgelegt.
  • Lernen: Veränderung des Verhaltens durch Erfahrung.
  • Formen des Lernens:
    • Habituation.
    • Prägung: dauerhafte Reaktion, die eine sensible Phase benötigt.
    • Assoziatives Lernen: klassisch und operant.
  • Soziales Lernen als Grundlage von Kultur.

Beispiele für Lernverhalten

  • Abläufe im sozialen Lernen bei grünen Meerkatzen und Dachsammern.

7) Kosten-Nutzen-Analysen von Verhalten

Fitness

  • Definition: Fitness als Maß für Fortpflanzungserfolg.
  • Verhalten, das Überleben und Fortpflanzung fördert, wird durch natürliche Selektion begünstigt.

Verhalten in der Nahrungssuche

  • Beispiel: Optimaler Nahrungserwerb bei Taufliegenlarven.
  • Einfluss der Populationsdichte auf Verhalten.
  • Anschließend Kosten/Nutzen-Analyse für Nahrungssuche.

Paarungsverhalten und Partnerwahl

  • Paarungsverhalten als Resultat der sexuellen Selektion.
  • Kosten und Nutzen der Partnerwahl; unterschiedliche Ziele zwischen den Geschlechtern führen zu Konflikten.

8) Altruismus und Gesamtfitness

Altruismus

  • Altruistische Verhaltensweisen erhöhen das Überleben anderer, aber verringern eigene Fitness.
  • Beispiele: Nacktmulle und Ziesel.

Gesamtfitness

  • Definition: Gesamtfitness ist der Gesamteffekt eines Individuums auf seine Erbverbreitung.
  • Hamilton-Regel als Grundlage für Verwandtenselektion.
  • Voraussetzung für Altruismus: rB > C (Verwandtschaftskoeffizient, Nutzen, Kosten).
  • Direkte und indirekte Fitness zusammengenommen ergeben die Gesamtfitness.

9) Zusammenfassung der behandelten Themen

  • Proximate und ultimate Ursachen für Verhalten.
  • Genetische Grundlagen des Verhaltens: fest oder variabel.
  • Lernen: wie Erfahrung das Verhalten beeinflusst.
  • Adaptives Verhalten erhöht die Fitness (Nahrungssuche, sexuelle Selektion, Partnerwahl).
  • Altruismus und Verwandtenselektion