Verhalten und Fitness in der Biologie

Verhalten: Erklärungsebenen und Ursachen

  • Erklärungsebenen für Verhalten:

    1. Unmittelbare / proximate Ursachen:
    • Untersuchung interner und externer Faktoren, die ein Verhalten beeinflussen.
    • Mechanismen der Verhaltensphysiologie: Zielgerichtete Analyse, wie biologische Systeme auf äußere Stimuli reagieren.
    1. Evolvierte / ultimate Ursachen:
    • Analyse der Konsequenzen eines Verhaltens für den Überlebens- und Fortpflanzungserfolg.
    • Betrachtung der adaptiven Bedeutung: Warum hat ein Verhalten evolutionären Wert?
    • Kontext der Verhaltensökologie: Wie beeinflussen Umweltfaktoren das Verhalten?

Beispiel: Sexuelle Selektion

  • Gesang von Singammern:
    • Der Gesang der Männchen und das „Display“-Verhalten der Weibchen vor der Kopulation.
    • Die Rolle des Gesangs bei der sexuellen Selektion: Gesang als Indikator für genetische Fitness.

Genetische Grundlagen des Verhaltens

  • Änderungen genetischer Grundlagen:
    • Beispiele:
      • Hausmaus: Forschung zur Laufaktivität.
      • Drosophila: Untersuchung zur Phototaxis.
    • Verweis auf Wehner, Gehring (2007) in „Zoologie“.

Messung des Verhaltenswerts

  • Fitness-Konzept (genetische Eignung):
    • Komponenten:
      • Individualfitness: direkter Beitrag eines Individuums zur Genbasis der nächsten Generation durch Fortpflanzung (verweisend auf Hamilton 1964).
    • Betrachtung der Fragestellung: „Wann ist Verhalten besonders wichtig für die Fitness?"
      • Zugänge zu Ressourcen: Nahrung, Habitatwahl, Orientierung
      • Vermeidung von Räubern: Mechanismen zur Abwehr, Parasitenbekämpfung
      • Fortpflanzung: Partnersuche, Auswahl und Konflikte
      • Aufzucht der Jungen: Brutpflege und Versorgung

Optimierungsstrategien des Verhaltens

  • Verhaltensoptimierung:
    • Analyse von Kosten und Nutzen, z.B. im Hinblick auf Energieaufwand und Einnahmen.
    • Beispiel: Gruppenbildung bei Wachteln (Bobtail quail)
      • Vorteile: Geringeres Risiko, Beute zu werden.
      • Nachteile: Konkurrenz um Nahrungsquellen sowie schnellere Ausbeute der Nahrungsquelle.
    • Fragestellung: Verhalten die Tiere hinsichtlich der Gruppengröße „optimal“?

Strategien zur Kosten- und Nutzenmessung

  • Messen der Kosten:

    • Abhängigkeit des täglichen Bewegungsmusters von der Gruppengröße: Minimum bei etwa 10-12 Tieren.

  • Messen des Nutzens:

    • Abhängigkeit der Überlebensrate von der Gruppengröße: Maximum bei etwa 11-12 Tieren.

  • Optimale Gruppengröße:

    • 11 Tiere als optimale Anzahl für die Gruppendynamik.

Kooperation im Tierreich

  • Helfersysteme und Altruismus:
    • Definitionen:
      • Mutualismus: Gegenseitige Vorteile.
      • Reziprozität: Gegenseitige Hilfe.
      • Fakultativer Altruismus: Temporäre Verlust an direkter Fitness (z.B. Vampire-Fledermäuse).
      • Obligater Altruismus: Dauerhafter Verlust an direkter Fitness (z.B. Arbeiterbienen, die steril sind).

Fitnessmessung: Indirekte und Gesamtfitness

  • Konzepte zur Fitnessmessung:
    1. Individualfitness: Direkter genetischer Beitrag durch Fortpflanzung (Hamilton 1964).
    2. Indirekte Fitness: Beitrag durch Verwandtenhilfe, besonders bei jüngeren Aufzucht.
    3. Gesamtfitness: Summe von Individualfitness und indirekter Fitness; Maximierung durch Selektion.

Altruismus und Haplo-Diploidie

  • Beispiel von Bienenstaaten:
    • Eine Königin und viele Arbeiterbienen, die von dieser Königin abstammen.
    • Altruistisches Verhalten:
      • Nur die Königin pflanzt sich fort, während Arbeiterinnen die Aufzucht der Nachkommen unterstützen.
      • Erklärung durch das Konzept der Haplo-Diploidie: Dies führt zu einer hohen indirekten Fitness und obligatem Altruismus.

Genetische Ähnlichkeit und Verhalten

  • Genetische Ähnlichkeit bei der Furchenbiene (Lasioglossum):
    • Einfluss genetischer Ähnlichkeit auf Akzeptanz und Sozialverhalten.

Menschliches Verhalten und biologische Grundlagen

  • Moralisches Verhalten:
    • Forschung zu moralisch relevantem Verhalten bei Tieren, Frage: Haben Tiere eine Vorstellung von „Fairness“?

Literatur

  • Empfohlene Quellen:
    • Alcock, J. (2006): “Animal Behavior” - Das Original mit Übersetzungshilfen, Elsevier/Spektrum-Verlag.
    • Kappeler, P. (2009): „Verhaltensbiologie“, Springer.
    • Zusammenfassung in Wehner/Gehring