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Arbeitsaufträge für Fr., 20.03.
Zu bearbeiten: Am besten heute. Spätestens jedoch bis Dienstag, denn dann wird eine neue Einheit hochgeladen.
Zur Bearbeitung benötig ihr das Schulbuch, einen Zettel und einen Stift. Und Ruhe!
Die Bearbeitungszeit sollte 90 Minuten nicht überschreiten. (Das kann ich allerdings nicht gut einschätzen, wenn ich nicht dabei bin. Solltet ihr deutlich länger brauchen, gebt mir bitte Bescheid!)
Die optionalen Inhalte sind nicht in die Bearbeitungszeit mit eingerechnet.
Leben in der Gruppe
Viele Tiere leben solitär (alleine) und kommen nur zur Paarung mit einem Partner zusammen. Andere dagegen bilden Gruppen. In der letzten Einheit ging es u. a. um die verschiedenen Formen des Zusammenhalts in solchen Gruppen. Manchmal ist der eher locker, manchmal aber auch sehr eng. In dieser Einheit geht es um eher theoretische Modelle zur Gruppengröße.
- Lest die Seiten 116 - 119!
- Interpretiert die Grafiken im Buch S. 116 (linke Randspalte, drei Grafiken)! Am besten schriftlich oder laut mündlich. Bitte nicht vorher auf "Anzeigen" klicken.
Beschreibung der Grafik: Die Grafiken zeigen sowohl die Häufigkeiten von Störungen und die Häufigkeiten von Angriffen durch Räuber als auch die Menge gefressener Jungtiere bei Zwergmangusten, einmal in Gruppen mit weniger als 5 Tieren und einmal in Gruppen mit mehr als 5 Tieren.
Beschreibung des Verlaufs:Störungen treten in beiden Gruppengrößen gleich häufig auf, Angriffe erfolgen auf Gruppen mit mehr als 5 Tieren deutlich seltener. In großen Gruppen werden keine Jungtiere von Räubern gefressen.
Erklärung des Zusammenhangs: Im Wesentlichen kann man hier den Text im Schulbuch zusammenfassen. In großen Gruppen gibt es mehr "Wächter", die die anderen in der Gruppe vor einem Angreifer warnen können. Damit sind Räuber quasi nicht mehr erfolgreich.
- Interpretiert die Abbildung 2 im Buch auf der S. 118 (Haussperling)! Am besten schriftlich oder laut mündlich. Bitte nicht vorher auf "Anzeigen" klicken.
Beschreibung der Grafik: Die Grafik zeigt die Rate des schnellen Umblickens in Abhängigkeit von der Schwarmgröße bei Haussperlingen.
Beschreibung des Verlaufs: Je größer der Schwarm, desto seltener blicken die Vögel um (Das klickt irgendwie etwas schräg...). Die Abnahme ist nicht linear, sondern logarithmisch. Bei sehr kleinen Gruppen führt die Vergrößerung der Gruppe zu einem starken Abfall der fürs Umblicken investierten Zeit, bei sehr großen Gruppen kaum noch. Oder anders herum: Wenn die Gruppen sehr klein werden, steigt die Zeit fürs Umblicken sehr rasch an.
Erklärung des Zusammenhangs: Umblicken sorgt für die Sicherheit der ganzen Gruppe. Damit die Sicherheit permanent gewährleistet ist, muss auch ständig ein Tier umblicken. Je mehr Tiere in der Gruppe vorhanden sind, umso stärker verteilt sich diese Aufgabe und die Tiere können anderen Verhaltensweisen nachgehen.
- Interpretiert die Abbildung 1 im Buch auf der S. 119 (Schwalbenneester)! Am besten schriftlich oder laut mündlich. Bitte nicht vorher auf "Anzeigen" klicken.
Beschreibung der Grafik: Die Grafik zeigt die relative Häufigkeit von Wanzen in Schwalbennestern in Abhängigkeit von der Größe der Brutkolonie.
Beschreibung des Verlaufs: Je größer die Kolonie, desto mehr Wanzen befinden sich in den Schwalbennestern.
Erklärung des Zusammenhangs: Im Text nicht sehr tiefgründig erklärt. Vermutlich könnte man hier ähnlich argumentieren wie bei Pflanzenschädlingen in einer Monokultur. Zum einen ist die Wahrscheinlichkeit bei großen Kolonien einfach größer, dass heimkehrende Schwalben eine Wanze in die Kolonie einbringen (einfach weil die Kolonie von mehr Tieren angeflogen wird). Und wenn die Wanzen erst einmal da sind, bietet eine große Kolonie selbstverständlich hervorragende Vermehrungs-Bedingungen.
- Beschreiben Sie die folgenden Abbildungen mit Daten zu einer in Gruppen lebenden Affen-Art (Keine Begründung für den Verlauf nötig)
Beschreibung der Grafiken: Die Grafiken zeigen sowohl die Häufigkeit aggressiver Auseinandersetzungen als auch die erfolgreichen Vertreibungen anderern Gruppen bei einer Affenart in Abhängigkeit von der Gruppengröße.
Beschreibung des Verlaufs: Je größer die Gruppe, desto häufiger erfolgen aggressive Auseinandersetzungen, desto häufiger werden aber auch andere Gruppen erfolgreich vertrieben.
Fast man alle bisher betrachteten Grafik zusammen, wie könnte man dann ein einfache Faustregel für das Leben in der Gruppe formulieren.
Das Leben in der Gruppe hat sowohl Vor- als auch Nachteile.
Optional (= freiwillig)
- Schaut ein Video (0:59) über Zwergmangusten: Hier klicken
Das Optimalitäts-Prinzip
Das Leben in der Gruppe hat also Vor- und Nachteile.
- Zeichnet eine Grafik in der auf der y-Achse die Kosten (ein Nachteil) dargestellt sind und zwar in Form von Nahrungskonkurrenz. Das Ganze in Abhängigkeit von der Gruppengröße. Stellt folgende Überlegung an: Betrachtet ein Tier, das Früchte von Bäumen frisst. Wie schwierig ist für eine kleine Gruppe (wie groß ist ihr Nachteil) sich mit Nahrung zu versorgen? Wie schwierig ist es für große Gruppen?
- Zeichnet dann in die selbe Grafik eine zweite Kurve ein. Die soll zu einer zweiten y-Achse gehören, die ihr am rechten Rand der Grafik einfügt (das sieht man nicht so oft, ist dennoch üblich). Die zweite y-Achse soll den Nutzen (auch "benefit" oder Vorteil) darstellen und zwar gemessen an dem Druck der von Räubern auf eine Gruppe ausgeübt. Mit Druck ist hier gemeint: Wie schlimm ist es für die Gruppe, wenn ein Räuber in der Nähe ist? Wie schlimm ist es für die Gruppe, wenn ein Mitglied vom Räuber gefressen wird?Stellt folgende Überlegungen an: Betrachtet ein Tier, dass kaum Verteidigungsstrategien (außer vielleicht "Wegrennen") besitzt. Wie hoch ist der Druck von Räubern auf eine kleine Gruppe, wie hoch auf eine große?
- Zeichnet in die selbe Grafik eine weitere Kurve ein, die zur zweiten y-Achse (dem Nachteil durch Räuberdruck) gehören soll! Diesmal soll die Anzahl der Räuber in dem Gebiet, in dem die untersuchten Tiere leben sehr viel kleiner sein.
- Überlegt, wie man aus dieser Grafik ablesen kann, welche Gruppengröße für die betrachteten Tiere ideal wäre!
- Unterscheidet sich die Gruppengröße in Abhängigkeit von der Anzahl an Raubtieren im Gebiet?
Die optimale Gruppengröße liegt dort, wo sich die Kurven von Nutzen und Kosten schneiden. Kleinere Gruppen hätten einen kleineren Nutzen, größere Gruppen höhere Kosten. Dieses Prinzip, dass es eine mittlere Gruppengröße gibt, bei der der Nutzen relativ hoch und die Kosten relativ niedrig sind, nennt man Optimalitäts-Modell.
Das Optimalitäts-Prinzip kann auch auf andere ethologische Sachverhalten angewendete werden. Zum Beispiel auf die Reviergröße. Zum Thema "Revier" möchte ich nicht viel sagen. Optional (freiwillig) könnt ihr die S. 132 lesen. Für diese Einheit genügt es, wenn ihr wisst, dass "ein Revier" ein Gebiet ist, das von einem Tier oder einer Gruppe gegen Eindringlinge verteidigt wird.
- Zeichnet eine Grafik die auf der y-Achse sowohl die Kosten, als auch die Nutzen eines Reviers in Abhängigkeit von seiner Größe zeigt! Stellt euch dazu folgende Fragen:
- Betrachtet ein hypothetisches Lebewesen, dass Pflanzen als Nahrung anbaut, aber auch Tiere frisst. Das Tier soll mit seinem Partner und zwei Kindern ein Revier besetzen und gegen Eindringlinge verteidigen. Wie ändert sich der Nutzen, wenn das Gebiet, das die Gruppe besetzen kann, vergrößert wird?
- Wenn das Revier sehr groß ist und die Gruppe völlig ausreichend ernährt, wie ändert sich der Nutzen, wenn es noch größer wird?
- Wie ändern sich die Kosten, wenn das Gebiet immer größer wird?
- Die Kosten nehmen (im Idealfall) linear zu. Die Kosten eines Reviers bestehen hauptsächlich darin, die Grenzen zu verteidigen, also z.B. Zeit darauf zu Verwenden, an den Grenzen entlang zu patrouillieren. Nimmt man z.B. ein kreisrundes Revier an, nehmen die Grenzen (der Umfang) linear mit dem Faktor 2*pi*r zu.
- Der Nutzen nimmt zunächst mit steigender Fläche zu, weil mehr angebaut werden kann etc. Allerdings wird der Anstieg bei sehr großen Flächen immer weniger relevant. Stellt euch vor, der Gruppe gehört die halbe Welt. Nahrung ist im Überfluss vorhanden. Versteck- und Schlafmöglichkeiten gibt es unzählige. Wenn man der Gruppe nun die ganze Welt zur Verfügung stellen würde, hätte das quasi keinen Mehrwert mehr.
- Wo findet man in der gezeichneten Grafik die optimale Reviergröße?
Dort wo der Abstand zwischen Kosten und Nutzen am größten ist. (Nur in dem hier gezeichneten Fall. Wurde die Grafik so gezeichnet, dass die Kosten-Linie immer über der Nutzen-Linie liegt, dann ist die optimale Revier-Größe dort, wo der Abstand am kleinsten ist)
Ende der ersten Stunde. Kurze Pause :) - Die zweite Hälfte wird kürzer.
Uneigennütziges Verhalten: Altruismus?
Normalerweise sollten sich bei Tieren Verhaltensweisen evolutionär durchsetzen, die für sie einen Vorteil bedeuten. Manche Tiere tun jedoch Dinge, die auf den ersten Blick für sie nur einen Nachteil bedeuten. Zum Beispiel gibt es bei den Florida-Buschhähern (Bild) das Phänomen des "Helfens". In der Regel gibt es deutlich mehr Männchen als Weibchen und während der Brutsaison finden einige Männchen keinen Partner. Etliche von diesen Männchen engagieren sich jedoch als "Helfer" und schaffen für die Jungtiere eines anderen Paares Nahrung herbei. Die folgende Grafik zeigt Ergebnisse einer Studie zu dieser Thematik. In der Studie wurde brütenden Paaren ihr Helfer weggenommen (Wie auch immer das gemacht wurde...omg!), das ist die Experimentalgruppe. Verglichen wurde die durchschnittliche Anzahl an Nachkommen dieser Gruppe mit dem Durchschnitt an Nachkommen von Gruppen, die ihre Helfer behalten haben (Kontrollgruppe).
- Interpretieren Sie die Grafik!
Die Grafik zeigt die durchschnittliche Anzahl an Nachkommen bei zwei Gruppen von Florida-Buschhähern in den Jahren 1987 und 1988 (und insgesamt). Verglichen wird die Gruppe der Vögel, die ihren Helfer verloren haben mit der Gruppe, die ihren Helfer behalten haben. Die Anzahl der Nachkommen ist in der Gruppe mit Helfer deutlich höher. Der Helfer hat für das brütende Paar also tatsächlich einen großen Vorteil. (Aber für sich selbst?)
Lest die S. 120 und fasst zusammen, wie erklärt wird, dass die Verhaltensweise "Helfen" sich evolutionär durchsetzt, obwohl sie doch scheinbar zunächst nur Kosten für das helfende Tier verursacht!
Kurz zusammengefasst spielt hier der Begriff "indirekte Fitness" die entscheidende Rolle. Vereinfacht ausgedrückt: Die Helfer sind oft mit dem brütenden Paar verwandt. Das bedeutet sie haben statistisch gesehen einen gewissen Teil der Gene gemeinsam. Der Helfer sorgt mit seinem "Helfen" also dafür, dass ein Teil seiner Gene (also auch die, die das "Helfen" verursachen) in die nächste Generation gelangt auch ohne, dass er sich selbst fortpflanzt.
Außerdem werden Helfer im nächsten Jahr von Weibchen bevorzugt, was den Fortpflanzungserfolg der Helfer stark erhöht.
Das bedeutet, dass "Helfen" mehr Sinn macht, bei Personen mit denen man näher verwandt ist.
- Interpretiert (diesmal ausführlich) dazu die folgende Grafik, die Daten von Affen enthält!
Beschreibung der Grafiken: Die Grafik zeigt die Häufigkeit gegenseitigen Lausens in Abhängigkeit vom Verwandtschaftsgrad.
Beschreibung des Verlaufs: Je höher der Verwandtschaftsgrad, desto häufiger wird gelaust.
Erklärung des Zusammenhangs: Man kann hier mit indirekter Fitness argumentieren: Derjenige der laust, hat zunächst Kosten (er muss Zeit aufwenden, die er nicht für Nahrungssuche, Partnersuche etc. verwenden kann). Der gelauste Affe hat Vorteile (Parasiten werden entfernt). Sind die sich lausenden Tiere jedoch verwandt, trägt die Verhaltensweise dazu bei, dass die Gene des lausenden Tiers, die sich aufgrund der Verwandtschaft teilweise auch im gelausten Tier befinden, größere Chancen haben, in die nächste Generation zu gelangen.
Die Hamilton-Ungleichung kann man hier noch anführen. Sie ist allerdings nicht generell anwendbar, daher gehe ich nicht weiter darauf ein.
Soweit so gut. Über die indirekte Fitness kann man also die Verhaltensweise von Helfern erklären. Leider funktioniert das nur bei primären Helfern. Das sind genau die, die eben verwandt mit dem brütenden Paar sind. Bei Graufischern (Bild) tauchen allerdings sekundäre Helfer auf, diese sind nicht mit dem brütenden Paar verwandt.
- Beschreiben Sie dazu die folgende Grafik (keine Erklärung)!
Beschreibung der Grafiken: Die Grafik zeigt die für Jungtiere herbeigeschaffte Menge Futter (in Kilokalorien) von den Eltern und primären bzw. sekundären Helfern.
Beschreibung des Verlaufs: Die Eltern schaffen sehr viel Nahrung herbei (das Weibchen etwas weniger, weil es auch noch brütet), primäre Helfer fast so viel wie der eigene Vater, sekundäre Helfer tragen nur geringfügig zur Ernährung der Jungtiere bei.
Salopp könnte man auch sagen: Sekundäre Helfer reißen sich jetzt nicht gerade ein Bein aus...
- Beschreiben Sie (diesmal nur sehr kurz) die folgenden Grafiken, die ebenfalls anhand von Graufischer-Daten gewonnen wurden (keine Erklärung)!
Auch sekundäre Helfer haben im 2. Jahr einen Fitnessgewinn.
Lesen Sie im Buch S. 121 die ersten vier Absätze (Nicht zu lesen "Eusozialität")
- Hier wird das "Helfen" von nicht-verwandten Tieren mit reziprokem Altruismus erklärt. Füllen Sie diesen Fachbegriff etwas mit Leben!
Reziproker Altruismus könnte stark vereinfacht mit: "Hilfst Du mir, helf ich Dir!" veranschaulicht werden. Die Vampirfledermäuse im Text helfen anderen häufiger, wenn ihnen von den zu helfenden bereits einmal geholfen wurde. Tatsächlich zeigen auch psychologische Studien beim Menschen einen ähnlichen Effekt: Berufsgruppen, die anderen helfen (Feuerwehrmänner, Krankenschwester etc.) genießen in der Regel einen sehr guten Ruf. Allerdings kann man beim Menschen hohes Ansehen nicht zwangsläufig mit höherem Fortpflanzungserfolg gleichsetzen.
