Kapitel 51. Verhalten. Verhalten: nicht nur in Tieren. 51. Verhalten. Zwei Typen von Fragen. Wie? Wieso? Evolution Ökologie. Escherichia coli.

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1 Kapitel 51. Verhalten Verhalten: nicht nur in Tieren Escherichia coli Dodder 1 John Tooker Verhalten Zwei Typen von Fragen Wie? Physiologie Molekularbiologie What an animal does, and how it does it 2 Wieso? Evolution Ökologie 4

2 Nicht Arterhaltung Zur Erhaltung der Art? Genetische Basis für Verhalten Nein. Natürliche Selektion Verhalten erhöht Überleben und Fortplanzung 5 7 Nicht Arterhaltung Der Einfluss der Gene Fischer s lovebird Peach-faced lovebird Kreuzung 6 8

3 Der Einfluss der Gene Wie Evolution funktioniert Prärie-Wühlmäuse monogam Wiesen-Wühlmäuse polygam Vasopressin V1a receptor (V1aR) Warum legen Vögel nicht mehr Eier? Lim et al Nature Wie Evolution funktioniert Wie Evolution funktioniert Überlebenswahrscheinlichkeit Anzahl Eier Anzahl Nachkommen D.L. Lack 12

4 Wie Evolution funktioniert Komplikation: Gene und Umwelt Feuerameisen LL SS wenig Stress viel Stress 0 wenig Stress viel Stress Gp-9 BB Bb bb Keller & Ross Nature wenig Stress viel Stress 0 wenig Stress viel Stress Eley et al. Molecular Psychiatry Komplikation: Gene und Umwelt Wie Evolution funktioniert Depression Verhalten z.t genetisch bestimmt Nicht alle Individuen verhalten sich gleich Umwelt? (zb. Stress) Gene? (zb. Serotonin-Transportergens 5-HTTLPR) Verhalten beeinflusst Überleben u. Fortplanzung Natürliche Selektion wirkt 14 16

5 Wie Evolution funktioniert Ökonomische Modelle Anzahl Flüge Resultat Totale Flughöhe Rohrammer 17 Höhe 19 Ökonomische Modelle Klassische Verhaltensforschung Angeborene Verhalten Lernen Krähen Whelk British Columbia, R. Zach 18 20

6 Klassische Verhaltensforschung Angeborener Auslösemechanismus Fledermaus und Motte 21 Angeborener Auslösemechanismus Schlüssel-Reiz 23 Angeborener Auslösemechanismus Angeborener Auslösemechanismus Angeborener Auslösemechanismus Schlüssel-Reiz Schlüssel-Reiz ( supernormal stimulus ) Kuckuck: 150 Arten 22 24

7 Lernen Prägung Änderung des Verhaltens aufgrund von Erfahrung Habituation Prägung Assoziatives Lernen Spiel, Exploration Habituation Assoziatives Lernen Reiz Zeit Ivan Pavlov Hund 26 28

8 Assoziatives Lernen Lernen: Exploratives Lernen Zeit Zeit Zeit Zeit Klassische Konditionierung Operande Konditionierung Kognition Trial-and-error Information - aufnehmen, - verarbeiten, - anwenden 30 32

9 Kognition Cognition vs. Conciousness Information - aufnehmen, - verarbeiten, - anwenden Cognition (Erkennen) Information aufnehmen, verarbeiten, anwenden Conciousness (Bewusstsein) Repräsention des Ichs in der Umwelt Bernd Heinrich Kognition Bewusstsein Information - aufnehmen, - verarbeiten, - anwenden Der Kluge Hans (Hr. von Osten, Oskar Pfungst) 34 36

10 Wieso Bewusstsein? Sozialverhalten und Soziobiologie Ökologische Erklärung Soziale Erklärung Repräsentation des Ichs In der physischen Umwelt Repräsentation des Ichs in der sozialen Umwelt Strategien Natürliche Selektion fördert Verhalten, welches Überleben und Fortplanzung erhöht Sozialverhalten und Soziobiologie Sozialverhalten und Soziobiologie Zwischen Weibchen und Männchen: Sexuelle Selektion Verhalten im Kontakt mit anderen Individuen Allgemein zwischen Artgenossen: Konflikt und Kooperation 38 40

11 Sexuelle Selektion Sexuelle Selektion Unterschied im Fortplanzungserfolg monogam polygam Fregattenvögel zb Galapagos Sexuelle Selektion Monogam Unterschied im Fortplanzungserfolg if you want monogamy, marry a swan Heartburn Hirsche 42 44

12 Extra-pair paternity Extra-pair paternity Red-wing blackbirds Vasektomie bei den Männchen (Bray 1975) Superb fairy-wren Sozial monogam 72% EPP Trotzdem Nachkommen Extra-pair paternity Warum Monogamie? Genetische Tests: 15 % EPP (Kraaijeveld 2004) Beide Eltern investieren in die Aufzucht Monogamie: In Vögeln häufig Sonst selten 46 48

13 Polygamie Intersexuelle Selektion Stalk-eyed Flies Hirsche Variabilität im Fortplanzungserfolg Stalk-eyed flies Konsequenz: Sexuelle Selektion ist stark 49 Grosser Abstand: stabiles Genom 51 Sexuelle Selektion Intersexuelle Selektion Wählerische Weibchen Inter-sexuelle Selektion Aggressive Männchen Intra-sexuelle Selektion 50 Manakin: Moonwalking 52

14 Wieso wählerisch sein? Wieso sind Weibchen und Männchen so unterschiedlich? good genes Wählerische Weibchen sexy son Aggressive Männchen Intrasexuelle Selektion Wieso sind Weibchen und Männchen so unterschiedlich? Wählerische Weibchen Investieren viel Aggressive Männchen Investieren wenig 54 56

15 Role Reversal Sicherstellung der Vaterschaft Mensch Palaropes Ein Weibchen hat Mehrere Männchen Seepferdchen Schwangere Männchen 57 Harcourt Sicherstellung der Vaterschaft Sicherstellung der Vaterschaft Hunde: Hängenbleiben Hummeln: Mating Plug Christenfeld and Hill Nature

16 Konfliktverhalten John F. Nash Konfliktverhalten 1958 Schizophrenie 1994 Nobel Preis Konfliktverhalten Spieltheorie Wrestling oder Beissen? Hawk-Dove Game Häufig ritualisiert, keine Eskalation George Price, John Maynard Smith 62 64

17 Spieltheorie Spieltheorie Uta stansburiana Kalifornien E. coli, Colicin, Colicin-Resistenz Kerr Nature Spieltheorie Spieltheorie Monopolisieren Weibchen Kein Gift Keine Resistenz Sehr aggressiv Schleichen sich ein Gift Resistenz Kein Gift Resistenz Sinervo Nature

18 Spieltheorie Gefangenendilemma in Fischen Gefangenendilemma 69 Guppies, Erkunden eines potentiellen Predators 71 Spieltheorie Gefangenendilemma in Fischen Gefangenendilemma kooperiert B schweigt betrügt B verpfeift A B Was soll A tun? Falls B geht: Besser bleiben kooperiert betrügt A schweigt A verpfeift 6 Monate 10 Jahre frei 2 Jahre Falls B nicht geht: Auch besser bleiben Wie ist Kooperation möglich? Merril Flood

19 Gefangenendilemma in Fischen Kooperation Murmeltiere % Zeit Schräger Spiegel Gerader Spiegel Distanz Stichlinge Milinski Kooperation Kooperation African Wild Dogs Ameisen Bienen Nacktmull E. coli 74 76

20 Kooperation Kooperation Hilft Verwandten Gazellen jagen Alleine: 23% Zu viert: 73% (Fanshawe 93) Sherman 1977 Alle profitieren Murmeltiere Kooperation Verwandtenselektion ( kin selection ) Familie mit Kooperation Familie ohne Kooperation Höheres Riskio für das rufende Individuum 78 80

21 Verwandtenselektion ( kin selection ) Verwandtenselektion ( kin selection ) R*benefit>cost Nacktmull Ameisen Bienen E. coli Kooperation verschwindet Verwandtenselektion ( kin selection ) Verwandtenselektion ( kin selection ) Kolonien mit bis 200 Tieren Familie 1 Königin Kooperativer Akt begünstig vor allem Individuen welche auch kooperieren. Nacktmull 82 84

22 Verwandtenselektion ( kin selection ) Reziproker Altruismus Haplo-diploid 75%! Ameisen Bienen 50% Vampir-Fledermäuse Verwandtenselektion ( kin selection ) Reziproker Altruismus Suizid Wilkinson 1990 Genetisch identisch E. coli Reziprok: Spenden an frühere Spender Voraussetzung: Individualität 86 88