Q12 Biologie 2b2 2018-2020
Zu den Hefteinträgen der Q11 geht es hier: Q11_Biologie_1b2_2017-2019
AktuellesAbitur
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Wiederholung zum Thema "Ökologie"
Wiederholung: Ökologie
Zunächst zu den Grundlagen: Bei der Thematik "Ökologie" wird gelegentlich auf Wissen aus der zehnten Jahrgangsstufe zurückgegriffen. Auch im normalen Q11-Unterricht wiederhole ich diese Grundlagen nicht ausführlich, sondern verweise lediglich auf ein Skript aus der zehnten:
Skript "Ökologie" (10. Jahrgangsstufe) als pdf-Datei
Die Hefteinträge sind zwar kurz, sollten aber verständlich sein. Es geht hauptsächlich darum, dass ihr euch unter bestimmten Begriffen etwas vorstellen und diese auch bei Erklärungen sicher verwenden könnt:
- Produzenten, Konsumenten, Destruenten
- Ökosystem, Biotop, Biozönose
- Biotische und abiotische Umweltfaktoren
Es wird im Kolloquium aber sicher keine Fragen geben: "Was bedeutet Biotop?"
- Wenn ihr zu den Vitalitätskurven etwas machen möchtet, dann könnt ihr im neuen Wiki die Einheit Biologie5 und Biologie6 auf der folgenden Seite bearbeiten: [Hier klicken]. Für einige Aufgaben ist dazu zwar das Buch aus der zehnten Jahrgangsstufe nötig, aber diese Aufgaben könnt ihr überspringen.
- Das Konkurrenzausschlussprinzip, das stark mit dem Begriff der ökologischen Nische zusammenhängt, ist für mich aus biologischer Sicht ein äußerst spannendes Prinzip. In der zehnten Jahrgangsstufe mache ich dazu viele Beispiele. Im Kolloquium habe ich jedoch noch nie darauf Bezug genommen und habe es auch nicht vor. Falls ihr trotzdem dazu mehr wissen möchtet: Das Video von simpleclub ist ganz o.k.:
- Den Punkt "Populationsschwankungen" bespreche ich in der Q11 erneut (auch in der folgenden Einheit).
Neu: Populationsentwicklung
Dieser Punkt soll folgende Fragen klären:
- Welche mathematischen Grundsätze stecken hinter der zahlenmäßigen Entwicklung einer Population?
- Welche Umweltfaktoren spielen eine Rolle?
- Kann man das Fortpflanzungsverhalten von Tieren, welches eng mit der Populationsentwicklung zusammenhängt, in unterschiedlich Kategorien einteilen?
Mathematische Grundsätze: Exponentielles Wachstum
Stellt euch folgendes Beispiel vor: Vor 100 Jahren gerät ein Handelsschiff in einen Sturm, erleidet Schiffbruch und geht mitten im Meer unter. Auf dem Schiff befanden sich versteckt zwischen den Vorräten der Besatzung etliche Ratten. Nahezu alle sterben beim Sinken des Schiffes, lediglich ein Pärchen kann sich im Sturm lange genug über Wasser halten, bis es schließlich auf eine von Tieren nahezu unbewohnte Insel gespült wird. Es gibt etliche Pflanzen, die Früchte produzieren und gelegentlich nisten auch Vögel auf der Insel, von deren Eiern sich die Ratten gelegentlich welche stibitzen können. Die Ratten sind letztlich in einem "Paradies" gelandet: Es gibt genügend Ressourcen und keine Feinde. Nehmt an, dass dieses Ratten-Paar in einem Jahr acht Jungtiere zur Welt bringt, gleich viele Männchen und Weibchen. Von dieser Familie sterben zwei Tiere (idealerweise ein Männchen und ein Weibchen) im Verlauf des Jahres z.B. weil sie zu neugierig waren. Nach einem Jahr befinden sich folglich acht Tiere auf der Insel.
- Berechnet, wie viele Tiere sich nach zwei, drei, vier, fünf und sechs Jahren auf der Insel befinden, wenn sich an den Bedingungen (jeweils 8-2 Tiere Zuwachs pro Paar ) ändert!
- Zeichnet eine Grafik (oder lasst Excel eine Grafik zeichnen), die die Anzahl der Tiere (die "Populationsgröße") auf der Insel in Abhängigkeit von der Zeit zeigt!
Es kann sein, dass ihr zu anderen Zahlenwerten gekommen seid. Entscheidend ist die Form der Kurve: Sie zeigt ein typisch exponentielles Wachstum: Je länger der betrachtete Zeitraum ist, desto schneller steigt die Anzahl der Tiere. Die Mathematik zur Beschreibung dieser Kurve ist nicht trivial und soll hier an dieser Stelle keine große Rolle spielen. Entscheidend ist, dass ihr erkennt, welche Parameter Einfluss auf den Verlauf der Kurve haben: Die Anzahl der Ausgangsindividuen N0, die Geburtenrate (b) (birth), die Sterberate (d) (death) und die Zeit (t). Aus der Geburten- und Sterberate lässt sich die sogenannte Zuwachsrate (r) bestimmen. Diese Größe wird später noch einmal eine wichtige Rolle spielen.
Mathematische Grundsätze: Logistisches Wachstum
Selbstverständlich kann die vorher gezeichnete Kurve nicht allgemein gelten. Bleiben wir beim Beispiel mit den Ratten auf einer einsamen Insel: Innerhalb weniger Jahre wäre die gesamte Oberfläche der Insel komplett mit Ratten bedeckt. Dieser Zustand wird sich in der Realität nie einstellen. Grund dafür sind sogenannte dichteabhängige Faktoren, die dafür Sorgen, dass bei einer hohen Dichte an Tieren die Geburtenraten zurückgeht bzw. die Sterberate steigt, auf jeden Fall also die Wachstumsrate (r) sinkt.
Überlege selbst, welche Faktoren das sein könnten und wie (über welche Mechanismen) diese Faktoren die Geburtenrate bzw. die Sterberate beeinflussen!
- Verfügbarkeit von Ressourcen: Wenn viele Ratten vorhanden sind, gibt es für jede einzelne Ratte weniger (z.B.) zu Fressen. Im einfachsten Fall könnten Tiere verhungern (d steigt). Es könnte aber auch sein, dass die Tiere versuchen, andere Sachen zu fressen und sich dabei vergiften (d steigt). Oder sie finden einfach sehr wenig zu fressen, die Weibchen gebären keine oder nur noch weniger Jungtiere (b sinkt) bzw. sie sind nicht in der Lage ihre Jungtiere mit genügend Milch zu versorgen und etliche sterben (d steigt).
- Stress-Level steigt: Vor allem bei Tieren, die ein Revier ausbilden, ist der Aufwand zum Verteidigen dieses Reviers größer, wenn es viele Tiere (also Rivalen, Konkurrenten) gibt. Untersuchungen belegen, dass Stress die Sterberate erhöht. Die genauen Mechanismen sind vielfältig, z.B. führt eine andauernd starke Belastung des Herz-Kreislaufsystems zu Herzinfarkt.
- Parasiten und Krankheitserreger: Wenn viele Tiere eng zusammenleben, ist es für Parasiten und Krankheitserreger leichter sich zu verbreiten. Weil die Kontakthäufigkeit von befallenen/infizierten Tieren mit nicht befallenen/infizierten steigt. Das kann die Sterberate erhöhen, bzw. die Geburtenrate senken, wenn der Körper des schwangeren oder säugenden Weibchens ausgezehrt ist.
Zusammengefasst bedeutet das: In unserem theoretischen Beispiel von schiffbrüchigen Ratten würden nach einer exponentiellen Vermehrungsphase nach und nach dichteabhängige Faktoren immer stärker wirken, die dazu führen, dass die Wachstumsrate immer stärker sinkt. Im theoretischen Idealfall nähert sich die Anzahl der Tiere einem Grenzwert an, bei dem genauso viele Tiere sterben, wie neu geboren werden. Die Anzahl der Tiere in einem bestimmten Gebiet ändert sich dann nicht mehr. Diese Anzahl an Tieren, die in einem bestimmten Gebiet dauerhaft stabil überleben kann, nennt man Umweltkapazität K.
Überführt man diese Überlegungen in die Grafik von einem typischen Populationswachstum, ergibt sich das folgende Bild, dessen Verlauf als logistisches Wachstum bezeichnet wird:
Wiederholung
Diese Kurve sollte euch nicht neu sein. Bereits in der 8. Klasse taucht diese Kurve beim Wachstum von Bakterien auf. Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung, die Anzahl verdoppelt sich also immer nach einem bestimmten Zeitintervall (z.B. 20 min.). Vielleicht habt ihr schon einmal Joghurt hergestellt: Man gibt einen Löffel reinen Joghurt (der Milchsäure-Bakterien enthält) in ein Glas Milch und stellt das über Nacht an einen warmen Ort. Am nächsten Tag ist aus der Milch Joghurt geworden. Im Prinzip haben sich die Bakterien exponentiell vermehrt, dabei Milchsäure hergestellt und diese wiederum lässt das Eiweiß in der Milch gerinnen. Man erhält eine feste Masse: Joghurt.
In eurem Buch (Q11) ist dargestellt, dass sich das typische Wachstum einer solchen Mikroorganismen-Population noch um zwei weitere Phasen ergänzen lässt. Neben dem exponentiellen Wachstum und der abflachenden Annäherung an die Umweltkapazität K kann man noch eine Phase davor und eine danach definieren. Lest auf der Seite 75 die rechte Spalte (Entwicklung einer neu gegründeten Population) und begründet den Verlauf dieser beiden Phasen!
- A: Anpassungsphase: Werden Mikroorganismen in ein neues Medium überführt, beginnt nicht sofort ein logarithmisches Wachstum. Zunächst müssen in jeder Zelle Anpassungen vorgenommen werden, um mit den Inhaltsstoffen des Mediums klar zu kommen. In dieser Phase wird die Produktion bestimmter Enzyme angepasst und die Teilungsrate ist noch gering.
- D: Absterbephase: In einem begrenzten Becherglas kommt es typischerweise zum Absterben einer solchen Kultur, weil letztlich die Nährstoffe irgendwann komplett verbraucht sind (sofern sie aus den abgestorbenen Individuen nicht recycelt werden können) bzw. sich Giftstoffe anreichern. Das ist z.B. auch der Grund, warum man keinen Wein herstellen kann, der mehr als 16,5% Alkohol enthält (zumindest nicht auf natürlichem Weg). Der Alkohol wird von Mikroorganismen als Abfallprodukt gebildet. Je nach Sorte gibt es einen maximalen Gehalt an Alkohol, ab dem die Hefen selbst absterben.
Realistisches Wachstum
Betrachtet man das Populationswachstum von größeren Tieren, so stellt man nahezu immer fest, dass sich kein mathematisch perfektes, logistisches Wachstum ergibt. Sehr häufig schwankt die Anzahl der Tiere um die Umweltkapazität K. Auch dafür sind die Gründe vielfältig. Zunächst soll hier wieder ein sehr einfaches Beispiel herangezogen werden: Bleiben wir bei den schiffbrüchigen Ratten. Nehmen wir an, die Umweltkapazität auf der Insel beträgt 10.000 Tiere. Viele Jahre lang leben tatsächlich ungefähr so viele Tiere auf der Insel. In einem Jahr bricht die Zahl plötzlich stark ein. Stellt eine Hypothese auf, welcher Faktor für einen solchen Rückgang verantwortlich sein könnte. Bedingung: Es darf kein dichteabhängiger Faktor sein, der bereits besprochen wurde (also z.B. der Ausbruch einer Seuche o.ä.)!
Zum Beispiel könnte ein später Wintereinbruch die Blüte einer wichtigen Futterpflanze gestört haben, wodurch es in einem Jahr viel weniger Früchte als üblich gibt. Solche Faktoren, die mit der Dichte der Population nichts zu tun haben (oft handelt es sich um abiotische Umweltfaktoren), nennt man dichteunabhängige Faktoren. Sie beeinflussen eher die Umweltkapazität K.
- Überlegt euch weitere solche Szenarien mit dichteunabhängigen Faktoren!
- Regenmenge: Beeinflusst Wachstum von Gras/Pflanzen, was von vielen Tieren als Nahrung genutzt wird.
- Temperatur: Mehr oder weniger Frost hat oft massive Auswirkungen auf das Leben in einem Gebiet
- Nährstoffeintrag: Zum Beispiel durch Überflutungen oder Phänomene wie El Nino können Landstriche oder Meeresgebiet plötzlich viel mehr oder weniger Lebewesen mit Nahrung versorgen
Schwankungen
In eurem Buch findet ihr auf der S. 76 zwei Grafiken, die Populationsdichten zeigen. Beschreibt diese Grafiken!
- Grafik oben: Die Grafik zeigt die Anzahl der pro Jahr erlegten Hasen in Liechtenstein (was als Maß für die Anzahl der in diesem Gebiet lebenden Tiere herangezogen wird) im Zeitraum von 1840 bis 1910. Man erkennt starke Fluktuationen.
- Grafik unten: Die Grafik zeigt die Bestandsdichte von Wühlmäusen im Zeitraum von 1995 - 2009. Man erkennt eine regelmäßige Schwankung, auch Oszillation genannt, im Rhythmus von 3 Jahren.
Die Ursachen für diese Schwankungen sind im Buch schön beschrieben und hängen mit den hier bereits genannten Faktoren zusammen. Falls dazu Fragen auftauchen sollten, stellt sie mir bitte per E-Mail.
Unterschiedliche Fortpflanzungsstrategien
Man unterscheidet bei der Art und Weise, wie sich Tiere fortpflanzen und wie sie mit ihrem Nachwuchs umgehen zwischen K- und r-Strategen. Wobei diese Begriffe nur zwei Extreme darstellen. Viele Tiere verfolgen eine Strategie, die irgendwo dazwischen liegt.
Das folgende Video erklärt die Unterschiede. Macht euch während des Videos Notizen zu folgenden Punkten:
- Wofür stehen das K und das r?
- Fertigt eine Tabelle an, in der ihr typische Merkmale von K- und typische Merkmale von r-Strategen festhaltet!
- Notiert zwei weitere Beispiel für Tiere, die eher als K- bzw. eher als r-Strategen genannt werden!
(Um euch nicht zu enttäuschen: Das Vorschau-Bild vermittelt einen völlig falschen Eindruck vom Video. Es werden keine Menschen darin zu sehen sein!)
- Das K steht für die Umweltkapazit K. Das r für die Wachstumsrate r.
- Tabelle: s. Skript (ihr könnt auch einen Screenshot von der Tabelle im Video machen)
- weiter r-Strategen: Mäuse, Kaninchen. Weitere K-Strategen: Wale, Menschenaffen.
Lotka-Volterra-Regeln
Noch einmal zurück zu den Schwankungen in der Populationsdichte. Genauer gesagt zu den periodischen Schwankungen oder Oszillationen. Zwei Forscher haben unabhängig voneinander eher theoretische Modelle entwickelt, die diese Oszillationen beschreiben können: Die drei Lotka-Volterra-Regeln.
Im Video wird am Anfang sehr schön beschrieben, dass in einer realen Umwelt die Bedingungen dieser theoretischen Modelle so gut wie nie erfüllt sind. Trotzdem lassen sich zumindest manchmal einige Effekte in der Natur damit erklären.
- Geschafft -
Die Inhalte dieser Einheit stellen die Basis für das Kapitel "Ökologie" dar. Daneben gibt es im Lehrplan noch den Punkt "Anthropogene Einflüsse...", also Einflüsse des Menschen auf biologische Systeme. Dazu gibt es unzählige Beispiele, die fachlich jedoch nicht besonders schwierig sind. Im Unterricht habe ich dazu etliche Bilder und erzähle hauptsächlich episodisch von den Folgen, die eingetreten sind, nachdem der Mensch irgendetwas verändert hat. Ich werde im Kolloquium nicht nach einem konkreten Effekt fragen, also z.B.: "Erläutern Sie die ökologischen Folgen des Baumwollanbaus in der Nähe des Aralsees!"
Ihr solltet aber IRGENDEIN selbst gewähltes Beispiel nennen können, also z.B.: "Zeigen Sie anhand eines selbst gewählten Beispiels auf, warum der Mensch gezielte Eingriffe in Ökosysteme vornimmt und welche Konsequenzen das haben kann." (oder so ähnlich).
Es klingt zwar viel, wenn ich euch sage, dass hier viele Beispiele auf den Seiten 82 - 92 stehen. Aber wie gesagt, ihr müsst das ja nicht auswendig lernen.
Arbeitsaufträge vom Di., 31.03.
Zu bearbeiten: Am besten heute (31.03.). Es ist die letzte Einheit mit neuen Inhalten.
Eventuell braucht man zur Bearbeitung länger als 45min, vielleicht 60min. Dafür wird aber am Freitag keine neue hochgeladen.
Zur Bearbeitung benötig ihr das Buch, einen Zettel und einen Stift. Evtl. Internetverbindung zum Recherchieren
Sexualverhalten
Das Thema "Sexualverhalten" im Tierreich ist sehr vielfältig und oft auch für Schüler spannend. Es existieren sehr (wirklich sehr sehr) viele Studien zu diesem Thema. Die Anzahl von verschiedenen Strategien, die eigenen Gene erfolgreich in die nächste Generation zu bringen, sind nahezu endlos.
In dieser Einheit werden allenfalls die Grundlagen angerissen. Wir beginnen mit einigen Begriffen, die ihr vielleicht kennt: Monogamie und Polygamie. Diese Begriffe beschreiben "Paarungssysteme". Man kann mit weiteren Begriffen allerdings noch etwas genauer unterscheiden. Lest im Buch auf der Seite 143 die rechte Spalte, anschließend die mittlere, hellblaue Zusammenfassung der Begriffe und recherchiert im Netz für jeden Begriff zwei konkrete Tierarten, die sich diesen Begriffen zuordnen lassen. (Kann etwas dauern! Bitte nicht übertreiben. Nach 5 Minuten intensiver Suche dürft ihr abbrechen, sofern ihr noch nicht alles gefunden habt.)
Falls ihr die Tiere nicht kennt: Recherchiert selbst nach einem Bild!
Geschlechterkonflikt
Die Gründe, die dazu führen, dass bei bestimmten Arten das eine oder andere Paarungssystem ausgebildet wird, sind vielfältig und nicht immer einfach zu erforschen. Etliche Untersuchungen legen jedoch nahe, dass Umweltfaktoren wie Habitatbeschaffenheit und Nahrungsverteilung eine wichtige Rolle spielen können.
Wichtig zu verstehen ist in diesem Zusammenhang auch, dass für Männchen und Weibchen unterschiedliche Strategien erfolgreich sein können und das resultierende Paarungssystem bei einer Art unter Umständen ein Kompromiss ist. Interpretiert dazu auf S. 147 die beiden kleinen Grafiken am rechten Rand.
Die Grafiken zeigen den Fortpflanzungserfolg gemessen als Anzahl der Nachkommen bei Drosophila-Männchen und -Weibchen in Abhängigkeit von der Anzahl an Paarungspartnern. Man erkennt, dass Männchen einen umso größeren Fortpflanzungserfolg haben, je mehr Weibchen sie begatten. Bei Weibchen bleibt der Fortpflanzungserfolg gleich, unabhängig davon mit wie vielen Männchen sie sich paaren.
Die Erklärung müsstet ihr hier raten (besser: durch Überlegen sinnvoll ableiten): Die Anzahl der Eier, die Weibchen legen ist immer gleich. Egal mit wie vielen Männchen sich das Weibchen paart. Je mehr Weibchen ein Männchen allerdings begattet, umso mehr Eier werden gelegt, die von Spermien dieses Männchens befruchtet wurden.
Investment
Etliche Tiere investieren viel in die Balz oder in Körpermerkmale, die eine erfolgreiche Fortpflanzung versprechen. Paradebeispiele dafür sind etliche Paradiesvögel, bei denen die Männchen oft extreme Schmuckfedern tragen. (An dieser Stelle sei kurz auf das Handicap-Prinzip verwiesen, das im Skript bereits ausführlicher beschrieben wurde). Dieses Investment oder einfacher "Der Aufwand" lohnt sich jedoch! Interpretiert dazu die folgende Grafik, die Daten aus einem Versuch enthält, bei der Männchen einer Paradiesvogelart die Schwanzfedern künstlich verkürzt oder verlängert wurden!
Die Grafik zeigt den Fortpflanzungserfolg von Paradiesvogel-Männchen bei denen künstlich die Schwanzfederlänge verändert wurde im Vergleich zu unmanipulierten Tieren. Je länger die Schwanzfedern desto größer ist der Fortpflanzungserfolg.
Erklärung: Die langen Schwanzfedern scheinen für die Weibchen ein Signal zu sein, dass das Männchen ein "guter" Sexualpartner ist. Wahrscheinlich ist das auch so. Denn die Schwanzfedern sind für das Fliegen im Dschungel sicher ein Nachteil. Auch sind die Männchen damit viel auffälliger und werden von Feinden leichter entdeckt. Insofern scheinen Männchen, die "es sich leisten können, solche Federn zu produzieren" tatsächlich sehr erfolgreich, gesund und fit (im evolutionären Sinne, also "passend") zu sein.
- Interpretieren Sie im Buch auf der Seite 143 die Grafik oben rechts!
- Lesen Sie dann den Abschnitt unten links über "Tanzfliegen"
Die Grafik zeigt die Kopulationsdauer (und damit die Menge der übertragenen Spermien) in Abhängigkeit von der Größe des Brautgeschenks. Je größer das Brautgeschenk, desto länger die Kopulationsdauer (und damit im Schnitt auch der Fortpflanzungserfolg).
Erklärung: Das Weibchen lässt die Kopulationsdauer zu, solange sie das Brautgeschenk frisst. Es ist für das Männchen also von Vorteil, ein möglichst großes Beutetier als Brautgeschenk zu fangen. Dies gelingt vermutlich überwiegend den besonders fit-ten Männchen (fit im Sinne der Evolution: die am besten angepassten).
Hinweis: Im Buch ist hier ein sehr schönes Beispiel für Ritualisierung bei manchen Tanzfliegenarten beschrieben. Das Überreichen eines Brautgeschenkes verliert seine ursprüngliche Bedeutung (um das Weibchen zu beschäftigen, damit sich das Männchen mit ihm paaren kann) und hat jetzt nur noch Signalcharakter.
- Interpretieren Sie die Grafik auf S. 146 unten rechts.
- Lesen Sie dann den Text (ganze Seite S. 146)
Die Grafik zeigt den Fortpflanzungserfolg von See-Elefanten-Männchen und Weibchen gemessen als Anzahl entwöhnter Jungtiere in Abhängigkeit vom Rang des Tieres. Man erkennt: Beim Männchen nimmt der Fortpflanzungserfolg mit niedriger werdendem Rang extrem rasch ab. Im Prinzip haben nur die ranghöchsten Tiere einen Fortpflanzungserfolg. Bei Weibchen ist der Fortpflanzungserfolg quasi kaum vom Rang abhängig. Erklärung: Genaue Erklärung steht im Text. Bemerkenswert: Hier wird deutlich wie essentiell für die Männchen der Kampf ums Weibchen ist, während die Weibchen überhaupt keinen Vorteil von aggressiven Verhaltensweisen untereinander hätten.
- Geschafft -
Liebe Kolloquiumskandidaten!
Der Stoff, der im Kolloquium geprüft wird (sofern eines stattfindet) ist hiermit abgeschlossen. Ich würde am kommenden Freitag, 03.04. gerne eine Sprechstunde für euch einrichten. Bitte schreibt mir möglichst konkret per E-Mail, über welche Themen ihr noch einmal sprechen möchtet. Das wird noch nicht am Freitag passieren, aber ich kann dann schon mal ein paar Sachen vorbereiten.
Habt ihr inzwischen Erfahrung mit Videokonferenzen? Hat sich eine Plattform als besonders zuverlässig herausgestellt? Kennt ihr Discord? - Wenn ihr eine gute Möglichkeit zum Sprechen in der Gruppe kennt, lasst es mich wissen. Auch das wird noch nicht am Freitag klappen, aber falls die Schulschließung länger dauern sollte, müsste man so etwas dann doch irgendwann mal ins Auge fassen...
Arbeitsaufträge für Fr., 27.03.
Zu bearbeiten: Am besten heute. Spätestens jedoch bis Dienstag, denn dann wird eine neue Einheit hochgeladen.
Zur Bearbeitung benötig ihr das Schulbuch, einen Zettel, einen Stift und eine Internetverbindung um Videos zu schauen. Und Ruhe!
Die Bearbeitungszeit sollte 90 Minuten nicht überschreiten.
Die optionalen Inhalte sind nicht in die Bearbeitungszeit mit eingerechnet.
Aggressionsverhalten
Die heutige Einheit soll einen Themenkomplexe behandeln, der eng mit dem Leben in der Gruppe verknüpft sind: Das Aggressionsverhalten.
Nachdem alle Tiere einer Art die gleichen fundamentalen Bedürfnisse haben, entsteht logischerweise eine Konkurrenz um bestimmte Ressourcen. Zumindest wenn diese begrenzt sind und/oder viele Tiere (z.B. in einer Gruppe) im gleichen Gebiet leben. Folgende Fragen sollen in dieser Einheit beantwortet werden:
- Welche Formen / Stufen von Aggression gibt es?
- Welche Möglichkeiten gibt es aggressives Verhalten zu beenden?
- Welche Theorien gibt es, die aggressives Verhalten beim Menschen erklären?
- Welchen Sinn hat aggressives Verhalten?
Welche Formen / Stufen von Aggressionen gibt es?
Grundsätzlich unterscheidet man interspezifische von intraspezifischer Aggression. Diese Begriffe tauchten bereits beim Thema Kommunikation auf. Stelle eine begründete Vermutung auf, was diese Begriffe bedeuten und nenne jeweils zwei frei gewählte Beispiele aus der Lebensumwelt!
Die Vorsilbe "inter..." bedeutet zwischen, "intra..." bedeutet innerhalb. Die Silbe "spezifisch" meint hier im biologischen Sinne Art.
Intraspezifische Aggression wären also aggressive Verhaltensweisen innerhalb einer Art, z.B.: Zwei Amseln streiten im Garten um ein Revier; ein ranghöheres Raubtier droht einem rangniedrigeren Tier beim Fressen der gemeinsam erlegten Beute weg (z.B. bei Wölfen).
Interspezifische Aggression bezeichnet dann Verhaltensweisen, die zwischen Arten auftritt, z.B. ein Raubtier jagt ein Beutetier (Löwe und Kaffernbüffel) oder eine Mutter verteidigt ihre Eier/Jungen gegen artfremde Angreifer (Adelie-Pinguin-Mutter hackt nach Raubmöwe)
Für den Fall, dass ihr die genannten Tiere nicht kennt:
Kämpfende Amseln
Sich drohende Wölfe
Löwin fängt Büffel
Adeliepinguiune
Raubmöwe erbeutet jungen Eselspinguin
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Hier soll es überwiegend um die intraspezifische Aggression gehen. Als Beispiel betrachten wir Teile vom Balzverhalten von Hirschen. Es steht also die "Ressource Weibchen" im Vordergrund, um die sich mehrere Männchen streiten.
- Lest dazu im Buch die S. 128 Abs. 1-5 und die S. 129!
- Schaut anschließend das folgende Video!
- Überprüft, ob ihr alle im Text genannten Aggressionsstufen erkennen konntet!
- Imponierverhalten: Röhrduell, Prarallelgehen
- Kommentkampf: Geweihe ineinander verhaken. Schieben
- Beschädigungskampf: - konnte hier nicht erkannt werden -
Etwas weitergehende Ausführungen zu den einzelnen Stufen: Imponieren.
- Es handelt sich um die schwächste Form aggressiven Verhaltens,
- Ein Kampf wird oft lediglich angedeutet.
- Flieht ein Kontrahent bereits jetzt (z.B. weil er die Stärke des Gegners nun besser einschätzen kann), endet auch die Auseinandersetzung in der Regel. So können echte Kämpfe und damit Verletzungen vermieden werden.
- Oft spielt hier Ritualisierung (s. dort) eine Rolle, Stichwort: Ausdrucksverhalten.
Typisch für Imponier- oder Droh-Gesten sind:
- Das deutliche Präsentieren von "Waffen" (Zähnen, Krallen, Hörnern etc.)
- Vergrößern des Körperumrisses (durch Aufstellen von Haaren, Federn etc.)
- Warnäußerungen durch Laute und Farben (Fauchen, Präsentation von bunt gefärbten Körperpartien)
Beispiele:
Flusspferde präsentieren ihre gigantischen Zähne (die sie für die Nahrungsaufnahme überhaupt nicht benutzen).
Kämpfende Flusspferde, bei der die Zähne zum Einsatz kommen (das ist dann kein Droh- bzw. Imponierverhalten mehr).
Auch Hanuman-Languren besitzen scharfe Eckzähne, die sie nur zum Drohen einsetzen. Sie ernähren sich rein vegetarisch.
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Etwas weitergehende Ausführungen zu den einzelnen Stufen: Kommentkampf.
Ein Kommentkampf läuft nach bestimmten, ritualisierten Regeln mit besonderen Pariertechniken ab.
- Schutz des angegriffenen Körperteils (Bsp.: Wildschweine rammen sich gegen die Schulter, die mit einer dicken Schulterplatte geschützt ist),
- Normalerweise tödlichen Waffen werden nicht eingesetzt (Bsp.: Piranha: Verwenden im Kommentkampf anstatt der extrem spitzen Zähne die Flossen, um Stärke zu demonstrieren (Flossenschlag); Giftschlangen: statt sich mit ihren Giftzähnen zu beißen, umwinden sie sich mit ihren Körpern; Antilopen: Schlagen nicht mit Hörnern zu, sondern stemmen Stirn gegeneinander),
- Ein Kommentkampf endet bei Tieren mit hoher Fluchtbereitschaft (Ratten/Tauben) durch Flucht des Unterlegenen. Falls eine Flucht nicht möglich ist (z.B. weil zwei Tiere in einem Käfig gehalten werden, entsteht ein Ernstkampf)
- Bei sozial lebenden Tieren mit geringer Fluchtbereitschaft endet ein Kommentkampf durch Demuts- und Beschwichtigungsverhalten; auf diese Weise kann der Unterlegene sich rechtzeitig absetzen und in Sicherheit bringen und/oder seine aggressionsauslösenden Signale verbergen; oftmals sind diese Verhaltensweisen ritualisiert (z.B. Hunde legen sich auf den Rücken und präsentieren verwundbare Stelle (Kehle).
- Demutsverhalten löst häufig beim Überlegenen eine Tötungshemmung aus
Das erste Video zeigt zwei Sandrasselotter, die zu den giftigsten Schlangen (für den Menschen) überhaupt zählen. Trotzdem setzen sie ihre Giftzähne bei diesem Kommentkampf nicht ein, sondern versuchen sich gegenseitig auf den Boden zu drücken. (In diesem Video nicht besonders deutlich)
Spektakulärer sind die Kommentkämpfe der Zornnattern. Diese sind allerdings ungiftig. Das Video hat ein 20sekündiges Intro, dieses könnt ihr überspringen.
Etwas weitergehende Ausführungen zu den einzelnen Stufen: Beschädigungskampf.
Falls ein Kommentkampf nicht entschieden werden kann, geht dieser in einen Beschädigungskampf über! Es muss aber nicht immer erst ein Kommentkampf stattfinden.
- Ziel: Töten des Unterlegenen
- keine festen Regeln
- Beispiele gibt es bei Krebsen, Spinnen, Ratten, Löwen....
Ein sehr grausames Beispiel dafür, wie sich der Mensch diese genetisch bedingte Veranlagung bei manchen Tieren zu Aggressionsverhalten ausnutzt, sind Hahnenkämpfe. Fast weltweit verboten, finden sie immer noch z.B. auf den Philippinen statt: Zwei Hähne werden in eine Arena gesteckt. Die Tiere gehen solange aufeinander los, bis einer der beiden stirbt. In freier Wildbahn würde vermutlich der Unterlegene vorher versuchen zu fliehen. In der Arena kann er es aber nicht.
Optional (= freiwillig)
Das folgende Video ist eine kurze (3min.) Reportage über solche Hahnenkämpfe. Das Video kann Szenen enthalten, die für manche schwer zu ertragen sind. Ihr müsst es nicht schauen!
Welche Möglichkeiten gibt es aggressives Verhalten zu beenden?
Die Möglichkeiten wurden bereits aufgezeigt: Bei Tieren, die z.B. in einem weitläufigen Gebiet leben und deren Zusammenhalt in der Gruppe nicht groß oder gar nicht vorhanden ist, hilft die Flucht. In engeren sozialen Verbänden können Demuts- oder Beschwichtigungsgesten aggressive Auseinandersetzungen beenden. Häufig werden dazu empfindliche Körperteile (z.B. die Kehle) dem Überlegenen präsentiert, so dass die Aggression endet oder gar nicht erst entsteht.
Japan-Makaken lausen sich.
Der weiße Hund unterwirft sich.
Speichel lecken zählt ebenfalls zu den Demutsgesten.
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Verschiedene Strategien können die Entstehung von aggressiven Verhaltensweisen von vorneherein minimieren. Dazu zählen:
- Ausbildung einer Rangordnung (s. S. 131 - nicht verpflichtend)
- Etablierung eines Reviers (s. S. 132 - nicht verpflichtend)
- Migration (s. S. 133 - nicht verpflichtend): In einem zu dicht besiedeltes Gebiet (oder einem Gebiet, dessen Ressourcen erschöpft sind) können sich Tiere entschließen das Gebiet zu verlassen.
Welche Theorien gibt es, die aggressives Verhalten (beim Menschen) erklären?
Man muss hier zwischen proximaten und ultimaten Ursachen unterscheiden.
- Wiederholung: Kläre diese beiden Begriffe im Zusammenhang mit Ethologie!
- Proximate Ursachen: Hier werden eher physiologische Abläufe im Körper untersucht, die ein bestimmtes Verhalten auslösen. Z.B. könnten hier Hormone, bestimmte Umweltreize o.ä. eine Rolle spielen.
- Ultimate Ursachen: Diese werden eher dem Gebiet der Verhaltensökologie zugeordnet. Es geht darum zu klären, warum diese Verhaltensweisen den Erhalt der Art sichern. Letztlich also, um zu zeigen, dass eine bestimmte Verhaltensweise einen höheren Fitness-Gewinn erzielt (im Sinne evolutionärer Fitness).
Auf die ultimaten Ursachen, die z.B. mit der "Spieltheorie" untersucht werden können, werde ich hier nicht eingehen. Obwohl das ein (für mich) äußerst interessantes Feld ist. Nur eine sehr kurze Zusammenfassung anhand eines stark vereinfachten Beispiels: Mit der Spieltheorie kann man z.B. zeigen, dass es (unter bestimmten Voraussetzungen) besser ist, wenn sich in einer Gruppe ein paar Individuen aggressiv verhalten, während der Großteil eher "pazifistisch" ist. Nach diesem Modell wäre es evolutionär also gar nicht möglich, dass sich ALLE Individuen einer Gruppe friedfertig verhalten. Denn eine konkurrierende Gruppe, in der es einige aggressive Individuen gäbe, wäre im Vorteil, man sagt, sie besitzt die "evolutionsstabilere Strategie" (ESS). Dieser Begriff ist im Skript schön erklärt und sollte verstanden worden sein.
Hier soll es zum Abschluss nur um die Frage gehen, woher kommt die Aggression (bezogen auf den Menschen), also um proximate Ursachen.
Heute geht man davon aus, dass zahlreiche Faktoren die Entstehung von aggressiven Verhaltensweisen beeinflussen. Das folgende Schema zeigt einige Parameter:
Das Schema zeigt, dass sowohl angeborene als auch erlernte Komponenten eine Rolle spielen. Früher gab es oft Streit um die Frage, ob sich Verhaltensweisen genetisch bedingt (angeboren) oder durch Umwelterfahrungen (erlernt) entwickeln. Heute weiß man, dass nahezu alle Verhaltensweisen oft etwas von beidem haben. Wenn auch in unterschiedlicher Zusammensetzung.
Trotzdem ein paar historische Aspekte dazu: Das (aus bekannten Gründen als überholt geltende) psychohydraulische Modell lieferte eine zeitlang Erklärungsansätze für eher angeborene Verhaltensweisen.
- Skizzieren Sie mit einer Zeichnung das psychohydraulische Modell grob!
- Gibt es Situationen, die mit diesem Modell gut erklärt werden könnten (in Bezug auf Aggression beim Menschen)?
- Warum kann dieses Modell nicht als allgemeingültig für aggressives Verhalten (beim Menschen) herangezogen werden?
- Mit diesem Modell könnte man z.B. erklären, warum manche Menschen bei einem bestimmten Auslöser / in einer bestimmten Situation ausrasten, andere nicht. Aufgrund der doppelten Quantifizierung (dieser Begriff ist immer noch gültig, auch wenn das psychohydraulische Modell nicht mehr verwendet wird) spielt nämlich nicht nur der Reiz eine Rolle, sondern auch "innere Faktoren" und die könnten bei unterschiedlichen Menschen ja gerade unterschiedlich sein. Konkretes Beispiel: Ein Lehrer kommt in die Klasse und sagt: "Wir schreiben heute eine Ex". Manche Schüler rasten aus, zerbrechen ihren Stift und schlagen mit dem Lineal auf ihren Rucksack... Während andere sich gechillt zurücklehnen und die Sache auf sich zukommen lassen.
- Probleme mit dem psychohydraulischen Modell: Man müsste Leerlaufhandlungen beobachten können (weil das aktionsspezifische Potential sich so stark angestaut hat). Das bedeutet, wenn lange keine aggressive Handlung ausgeführt würde, müssten schon kleinste äußere Reize (im Extremfall auch ohne) eine aggressive Handlung hervorrufen. Das ist nicht zu beobachten. Aus eigener Erfahrung würde ich eher sagen: Im Gegenteil! Menschen, die wenig aggressives Verhalten zeigen, sind äußerst schwer aus der Ruhe zu bringen. (Das ist jetzt aber tatsächlich eine Meinung, keine wissenschaftlich fundierte Aussage)
- Ein weiteres Problem: Es gibt keine physiologische Entsprechung zum "aktionsspezifischen Potential". Das bedeutet: Man findet im Körper keinen Stoff o.ä., der sich anreichert, wenn keine aggressiven Handlungen ausgeführt werden.
Eine ziemlich berühmte Studie (bobo doll study) von einem sehr bedeutenden Verhaltensforscher bzw. Psychologen (A. Bandura) hat sich mit Lerneffekten beim Thema Aggression beschäftigt. Im folgenden Video (3:22 min) wird der Versuch erklärt und es enthält Original-Filmaufnahmen (omg!). Wenn ihr den einleitenden englischen Text (bis 00:26 min) nicht versteht oder übersetzen könnt, lest zunächst die WIKIPEDIA-Seite bevor ihr weiter schaut!
- Link zur Wikipedia-Seite (ist echt nur kurz): Hier klicken
- yt-Video:
Fazit: Dieser Versuch und seine Interpretationsmöglichkeiten sprengen den Rahmen, der im Biologie-Oberstufenlehrplan für das Thema vorgesehen ist. Vor allem, weil hier der Mensch im Vordergrund steht und die Psychologie viel speziellere Ansätze verfolgt. Ihr solltet nur sehen: Aggressives Verhalten kann offensichtlich auch erlernte Komponenten enthalten.
Arbeitsaufträge für Di., 24.03.
Zu bearbeiten: Am besten heute. Spätestens jedoch bis Freitag, denn dann wird eine neue Einheit hochgeladen.
Zur Bearbeitung benötig ihr das Schulbuch, einen Zettel, Stift, eine Internetverbindung, um zwei yt-Videos zu schauen. Und Ruhe!
Die Bearbeitungszeit sollte 45 Minuten nicht überschreiten.
Ritualisierung
Wenn ihr den Hefteintrag bereits gelesen habt, ist euch sicher aufgefallen, dass einige Aspekte in der Unterrichtseinheit zum Thema "Kommunikation" noch nicht angesprochen wurden. Das soll heute nachgeholt werden.
Einstieg: Gerade beim Balzverhalten zeigen einige Tiere sehr spektakuläre, teilweise auch sehr lustige Verhaltensweisen.
- Schaut als Einstieg in die Thematik das folgende Video (06:36 min., verpflichtend): Hier klicken!
Die Entstehung solcher Verhaltensweisen kann man mit "Ritualisierung" erklären. Bevor dieser Begriff hier definiert werden soll, vorher noch ein anderer Begriff, der in eurem Buch genannt wird: "Ausdrucksverhalten". Als Ausdrucksverhalten bezeichnet man Verhaltensweisen (optische, wie z.B. Bewegungen / akustische, wie z.B. Lautäußerungen), die auf einen Empfänger eine Signalwirkung haben (sollen). Sie also letztlich der Kommunikation dienen.
- Wiederholung: Zeichnet das informationstheoretische Schema zur Kommunikation
Der Unterschied zwischen Ausdrucksverhalten und anderen Verhaltensweisen liegt also im Signalcharakter. Noch einmal zur Verdeutlichung:
Eine Katze lauert hinter einem Blumentopf im Garten und fixiert eine junge Amsel beim Picken nach Regenwürmern. Plötzlich springt sie blitzartig in Richtung des Vogels, fährt ihre Krallen aus und versucht die Amsel zu packen.
Das ist eine Verhaltensweise. Die Katze führt diese Verhaltensweise aus, weil sie Hunger hat (bzw. um ihren Spieltrieb zu befriedigen). Mit diesem Verhalten soll keinem Empfänger etwas signalisiert werden. Sie kommuniziert nicht.
Eine Katze streunt durch das Dorf. Plötzlich trifft sie auf einen entlaufenen Hund. Sie macht einen Katzenbuckel, sträubt das Fell und faucht.
Das ist auch eine Verhaltensweise. In diesem Fall aber genauer: Ein Ausdrucksverhalten. Die Katze führt diese Verhaltensweise aus, um dem Hund etwas zu signalisieren. Durch das Abspreizen des Fells und den Katzenbuckel wirkt die Katze größer. Man könnte sagen, sie signalisiert damit ihre "Kampfkraft" (das klingt etwas schräg). Auch die Laute unterstreichen vermutlich die Bereitschaft, sich auf eine aggressive Auseinandersetzung einzulassen.
Nun aber zum Begriff Ritualisierung: Viele Ausdrucksverhaltsweisen sind vermutlich im Laufe der Evolution aus anderen Verhaltensweisen hervorgegangen, die ursprünglich einem anderen Zweck gedient haben. Dieser (evolutionäre, phylogenetische) Vorgang: Die Veränderung in der Bedeutung einer Verhaltensweise für das Tier, bezeichnet man als Ritualisierung.
Definition: Hat sich eine Verhaltensweise im Laufe der Evolution so verändert, dass ihre ursprüngliche Bedeutung verloren geht und sie nun nur noch Signalcharakter zur Kommunikation hat, spricht man von Ritualisierung. Häufig werden dabei Verhaltenselemente stark vereinfacht oder auch übertrieben, mit auffälligen Körpermerkmalen unterstützt, rhythmisch wiederholt, teilweise aber auch ausgelassen.
- Schaut das folgende Video (01:35 min.) von balzenden Haubentauchern. Es handelt sich hier um einen Klassiker ritualisierter Verhaltensweisen. Achtet dabei auf folgende Punkte:
- Bei ca. 00:20 und 00:30 wird eine spezielle Bewegung des Kopfes ausgeführt. Wozu könnte diese ursprünglich gedient haben?
- Beschreibt was im Zeitabschnitt von ca. 00:45 - 01:00 zu sehen ist. Aus was für einer Verhaltensweise könnte dieser Teil des Balzverhaltens entstanden sein?
- Zum Video: Hier klicken
- 00:20 und 00:30: Es wird eine kurze Bewegung mit dem Schnabel in den hinteren Teil des Gefieders durchgeführt. Ursprünglich könnte das "Putzverhalten" bzw. Gefiederpflege gewesen sein.
- 00:45 - 00:10: Es werden mit dem Schnabel Wasserpflanzen aufgenommen und dem Partner auffällig präsentiert. Ursprünglich könnte diese Verhaltensweise mit dem Nestbau zu tun gehabt haben. (Dazu muss man wissen, dass Haubentaucher ein Nest aus Wasserpflanzen bauen)
Eine typische Aufgabe zu diesem Themenbereich könnte wie folgt lauten:
Während der Balzzeit führt der Auerhahn ein sehr auffälliges Schauspiel auf: Mit aufgefächerten, steil aufgerichteten Schwanzfedern und hoch gerecktem Kopf betritt er eine Lichtung im Wald. Dort kann man des Balzgesang hören. Dieser besteht aus rhythmischem Klappern mit dem Schnabel, dem Trillern und verschiedenen weiteren Elementen. Insgesamt dauert eine Einheit etwa sechs Sekunden. Interpretieren Sie dieses Verhalten aus ethologischer Sicht!
Wie immer bei dieser Aufgabenstellung solltet ihr die folgenden drei Punkte abarbeiten:
Identifikation des Verhaltens + Fachbegriff: Es handelt sich beim Balzverhalten des Auerhuhns um ein ritualisiertes Verhalten:
Definition: Ein Verhalten, das ursprünglich einem anderen Bedeutungskreis zugeordnet war, wird nun als Signal zur Kommunikation eingesetzt. Häufig werden dabei Verhaltenselemente stark vereinfacht oder auch übertrieben, mit auffälligen Körpermerkmalen unterstützt, rhythmisch wiederholt, teilweise aber auch ausgelassen.
Zuordnung von Textstellen des konkreten Beispiels zu den allgemeinen Begriffen der Definition: Ursprünglich könnte das Auffächern und Aufrichten der Schwanzfedern aus dem Bereich des Aggressionsverhaltens stammen. Die Vergrößerung der Körperumrisse ist dort typisch. Nun ist diese Verhalten einzig als Signal zur Kommunikation mit Weibchen umfunktioniert. Es signalisiert Paarungsbereitschaft. Typisch für ritualisiertes Verhalten ist hier das rhythmische Klappern mit dem Schnabel.
Ein weiteres Beispiel: In eurem Buch ist anhand verschiedener Fasan-Arten die Entwicklung von einem einfachen Balzverhalten hin zu einem komplexen Balzverhalten im Sinne einer Ritualisierung schön beschrieben.
- Lest zunächst im blauen Kasten Zettelkasten "Ritualisierung" auf S. 124 nur den ersten Absatz.
- Eine Aufgabe zu diesem Textabschnitt könnte lauten: Interpretieren Sie diese Verhaltensweisen im Sinne einer Ritualisierung!
- Die Lösung für eine derartige Aufgabe wäre dann der zweite Absatz des Zettelkastens. Lest diesen jetzt!
Auch der Mensch zeigt etliche ritualisierte Verhaltensweisen bei der Partnerfindung. Sucht konkrete Beispiele!
z.B.: Manche Jungs lassen vor der Disko den Motor ihres Autos aufheulen. "Vollgas geben" macht auf einem Parkplatz keinen Sinn. Ein ursprünglich aus einem anderen Funktionskreis stammendes Verhalten hat jetzt nur noch Signalcharakter zur Kommunikation im Sinne von "Ich-bin-bereit-zur-Paarung".
Ein letzter Punkt: Manche ritualisierten Verhaltensweisen dienen der Festigung sozialer Bindungen. Bsp.: "Küssen". Einige Forscher glauben, diese Verhaltensweise diente ursprünglich dem Übertragen von Nahrung. Tatsächlich kommt das sehr oft bei Vögeln vor, wenn Elterntiere ihre Jungen füttern. Beim Tukan auch zwischen den erwachsenen Tieren selbst. Auch bei einem noch sehr ursprünglich lebenden Naturvolk auf Neuguinea kaut die Mutter harte Nahrung vor, bevor sie diese von Mund zu Mund ihrem Kind übergibt. Schimpansen zeigen ein dem "menschlichen Küssen" ganz ähnliches Verhalten. Heute wird beim Küssen (in der Regel) keine Nahrung mehr übergeben. Es ist lediglich ein Signal im Sinne der Kommunikation für die Information "Ich mag Dich".
"Streicheln" könnte ebenso ein ritualisiertes Verhalten zur Festigung sozialer Bindung sein. Auch ohne sexuelle Komponente: Z.B. wenn eine Person traurig ist, kann durch das "in-den-Arm-nehmen" oder "über-den-Kopf-streichen" Trost gespendet werden. Evtl. könnte dieses Verhalten vom "Sich-gegenseitig-Parasiten-aus-dem-Fell-picken" abstammen. Tatsächlich lausen sich bestimmte Affenarten auch dann gegenseitig, obwohl überhaupt keine Parasiten vorhanden sind. Auch hier könnte das Signal im Sinne der Kommunikation bedeuten "Ich mag Dich", "Ich stehe Dir bei" usw.
Hausaufgabe
- Lest im Buch die Seiten 140 - 141. (Diese gehen etwas über das hinaus, was in dieser Einheit besprochen wurde, sind aber gleichzeitg bereits ein Einstieg in die nächste Einheit.)
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 eine 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 (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.
Wenn sich wenige Räuber im Gebiet aufhalten, ist auch der Druck nicht so groß. Auch wenn es sich bei der Grafik nur um theoretische Überlegungen handelt, findet man dazu passende Phänomene in der Natur: In Gebieten mit mehr Räubern sind die Gruppen von Beutetieren tatsächlich im Durchschnitt größer als in Gebieten mit wenigen Räubern.
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.
- 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.
Optional (= freiwillig)
- Schaut ein Video (2:43) über den Florida Buschhäher: Hier klicken
Arbeitsauftrag vom 17.03.
Zunächst ein Überblick über das letzte Kapitel „Sozialverhalten“.
Das letzte im Biologie-Lehrplan der 12. Jahrgangsstufe vorgesehene Kapitel betrachtet Verhaltensweisen, die in sozialen Gruppen eine Rolle spielen.
- Dazu ist es zunächst wichtig verschiedene Formen des Zusammenlebens zu unterscheiden. (Buch, S. 117)
- Gruppen, die sich bilden, können unterschiedlich groß sein. Woran liegt das? Welche Faktoren beeinflussen die Größe einer Gruppe? (Buch, S. 116 – 119)
- Um das Funktionieren einer Gruppe zu gewährleisten, müssen sich die Mitglieder verständigen können: Es ist eine Kommunikation nötig. (Grundlagen: Buch, S. 124; Vertiefung: S. 125 – 127)
- Wo mehrere Individuen zusammenkommen gibt es auch Streit. Welche Formen aggressiven Verhaltens unterscheidet man und wie kann Aggression vermieden werden? (Buch S. 128 – 131, 136 – 139)
- Es gibt Tiere, die ihr Leben lang sehr isoliert leben und kaum Kontakt zu Artgenossen haben. Spätestens wenn sie sich fortpflanzen wollen, brauchen sie aber einen Partner. Welche Strategien gibt es, einen zu finden? (Buch S. 140 – 143, 146 -149)
- Einige Verhaltensstrategien in Gruppen scheinen auf den ersten Blick altruistisch. Das bedeutet, das handelnde Tier hat eher einen Nachteil, während ein anderes Tier davon profitiert. Das würde aber dem Evolutionsgedanken widersprechen – stark vereinfacht: Wenn ein Tier eine Verhaltensweise zeigt, muss es dafür Energie aufwenden. Tiere, die diese Verhaltensweise nicht zeigen, verbrauchen weniger. Es sollte sich das Tier stärker vermehren können, das weniger Energie verbraucht. Die anderen sollten nach und nach aussterben. Wie kann es dann sein, dass sich trotzdem scheinbar altruistische Verhaltensweisen entwickelt haben und bestehen bleiben. (Buch, S. 120 – 123)
Arbeitsaufträge vom 17.03., zu bearbeiten bis 20.03.
- Lest den grauen Kasten auf S. 117 (Formen sozialer Verbände) und verinnerlicht die Begriffe!
- Schließt das Buch!
- Ordnet den folgenden Verbänden den richtigen Fachbegriff zu!
- 1. Kattas (Lemur catta) leben in Gruppen zu ca. 13 – 15 Tieren. Die Gruppen werden von einem zentralen Weibchen angeführt, dass z.B. die Bewegungsrichtung der Gruppe bestimmt. Aufgrund einer ausgebildeten Rangordnung ist klar festgelegt, in welcher Reihenfolge die Tiere dem anführenden Weibchen folgen dürfen.
- 2. Auf dem Blütenstand einer Schafgarbe befinden sich verschiedene Käfer, zwei Fliegen und ein Schmetterling um den Nektar der Pflanze zu trinken.
- Macht eine Pause – holt euch einen Kaffee (o.ä.)!
- Betrachtet zunächst nur die Abb. 1. Auf der S. 124, lest nicht den Text!
- Versucht folgende Aufgabe zu lösen: Ein frisch geschlüpftes, einsames Küken piept laut und wedelt aufgeregt mit den Flügeln. Die Henne, die das Ei gelegt hat, aus dem das Küken geschlüpft ist, kommt herbei gerannt. Spielt man die Rufe des Kükens von einem Tonband ab, kommt die Henne ebenfalls herbeigerannt. Stülpt man über das Küken eine Glasglocke, so dass die Henne das Küken zwar sehen kann, die Rufe jedoch nicht hört, interessiert sich die Henne nicht für das Küken. Interpretieren Sie dieses Verhalten aus kommunikationstheoretischer Sicht!
- Lest nun die Seiten 124 – 125 ohne den blauen Kasten (Ritualisierung).
- Schließt das Buch!
- Legt eine Tabelle an, die ihr mit folgenden Aspekten füllt: Welche Arten von Signalen gibt? Was sind die Vor- und Nachteile der jeweiligen Signalarten? Nenne ein konkretes Beispiel für jede Signalart!
Lösungsvorschläge
Für die Arbeitsaufträge vom 17.03.
- Kattas bilden individualisierte, geschlossene Verbände. (Warum? Individualisiert bedeutet, die Tiere kennen sich untereinander persönlich. Das ist hier zwingend erforderlich, sonst könnten die Tiere die Rangordnung nicht einhalten.
- Die verschiedenen Tiere auf einer Blüte bezeichnet man als Aggregation. Es gibt keine Bindung oder Beziehung zwischen den Tieren. Sie befinden sich nur aufgrund eines äußeren Umweltfaktors (dem Nektar) zusammen an diesem Ort.
- Das Küken ist der Sender. Die Information könnte mit "ich bin allein, hilflos und brauche Schutz" beschrieben werden. Diese Information wird codiert und in Form von Lauten und auch durch das Wedeln mit den Flügel geäußert. Das sind Signale (akustische und optische). Der Empfänger ist die Henne, die diese Signale wieder in die ursprüngliche Information decodiert. Die Henne kann offensichtlich nur akustische Signale decodieren. Dies zeigt der Versuch mit dem Tonband. Die optischen Signale können von der Henne nicht verarbeitet werden (das zeigt der Versuch mit der Glasglocke).
- Eine Übersicht über die verschiedenen Signalarten mit Beispielen und deren Vor- bzw. Nachteile findet ihr im Skript.
Hefteinträge
1. Evolution
1.1 Ein kurzer historischer Abriss zur Entwicklung des Evolutionsgedankens
1.2 Artbegriffe und Ordnung als pdf-Datei
1.3 Belege, die die Evolutionstheorie stützen
- 1.3.1 Belege für die Aussage: Zwischen Arten bestehen abgestufte Ähnlichkeiten
1.4 Darwins Evolutionstheorie +
1.5 Lamarcks Evolutionstheorie als pdf-Datei
1.6 Artbildung durch Isolation als pdf-Datei
- 1.6.1 Gendrift als pdf-Datei
- 1.6.2 Adaptive Radiation als pdf-Datei
- 1.6.3 Massenaussterben in der Erdgeschichte +
- 1.6.4 Koevolution als pdf-Datei
1.7 Chemische Evolution als pdf-Datei
1.8 Früheste biologische Evolution als pdf-Datei
1.9 Evolution des Menschen
- 1.9.1 Lebende Verwandte des Menschen als pdf-Datei
- 1.9.2 Fossile Vorfahren des Menschen +
- 1.9.3 Evolutionstheorien zur Menschwerdung als pdf-Datei
Achtung! Ab sofort wird ein Kapitel besprochen, welches früher im Lehrplan der 11. Jahrgangsstufe verankert war. Daher muss für die nächsten Stunden das Buch Natura 11 zur Nachbereitung der Stunden herangezogen werden! Oder das Geheft Nautilus Biologie. Neuronale Informationsverarbeitung"
2. Anatomische und physiologische Grundlagen des Verhaltens
- 2.1 Vom Neuron zum Nervensystem
- 2.1.1 Der Bau eines idealisierten Neurons +
- 2.1.2 Das Reiz-Reaktions-Schema +
- 2.1.3 Evolutive Trends als pdf-Datei
- 2.2 Bioelektrische Grundlagen der Informationsverarbeitung
- 2.2.1 Das Ruhepotential als pdf-Datei
- 2.2.2 Das Aktionspotential als pdf-Datei
- 2.2.3 Die Erregungsweiterleitung als pdf-Datei
- 2.2.4 Die Verschlüsselung von Information in Aktionspotentialen als pdf-Datei Neue Version hochgeladen am 07.12.19
- 2.2.5 Die Erregungsübertragung an Synapsen +
- 2.2.6 Die Verrechnung von Synapsensignalen als pdf-Datei Neue Version hochgeladen am 13.12.19
- 2.2.7 Synapsengifte - Kein Hefteintrag zum Download - nur AB als pdf-Datei
- 2.2.8 Wirkung von Drogen am Bsp. der Opiate Kein Hefteintrag, nur verkürzte Variante der Powerpointpräsentation als pdf-Datei
Achtung! Ab sofort wieder das Buch "Nautilus 12" verwenden!
3. Verhalten von Tier und Mensch
- 3.1 Die Frage nach dem Warum +
- 3.2 Einteilung von Verhalten +
- 3.3 Verhalten mit hohem Anteil an angeborenen Mechanismen
- 3.3.1 Der unbedingte Reflex als pdf-Datei
- zu 3.3.1: ausgefülltes AB vom monosynaptischen Reflexbogen als pdf-Datei
- 3.3.4 Instinkthandlungen
- Teil 1: Ablauf und Bedingungen als pdf-Datei
- Teil 2: Attrappenversuche als pdf-Datei
- Achtung! Das Schulbuch liegt hier falsch: Die Versuche von Eypasch und Zippelius widerlegen NICHT das Schlüsselreiz-Konzept von Tinbergens Versuchen!!! DEFINITIV NICHT!!!
- Teil 3: Angeboren oder erlernt? als pdf-Datei
- 3.3.5 Angeborene Verhaltensweisen beim Menschen als pdf-Datei
3.4 Verhalten mit einem hohen Anteil an erworbenen/erlernten Mechanismen +
- 3.4.1 Instinkt-Dressur-Verschränkung +
- 3.4.2 Prägung: Eine einfache Form des Lernen als pdf-Datei Neue Version hochgeladen am 02.03.20
- 3.4.3 Die klassische Konditionierung als pdf-Datei
- 3.4.4 Die operante/instrumentelle Konditionierung als pdf-Datei
Neu, 17.03.: Buch S. 116 - 131, 136 - 143. Bitte haltet euch an die Arbeitsaufträge und lernt nicht alles auf einmal. Das würde euch überfordern!
4. Sozialverhalten
4.1 Kommunikation +
4.2 Kosten und Nutzen des Zusammenlebens als pdf-Datei
4.3 Aggressionsverhalten +
4.4 Aggressionskontrolle +
4.5 Sexualverhalten als pdf-Datei
Aufgaben zu den elektrischen Vorgängen an Neuronen
- Bevor diese Aufgaben bearbeitet werden können, sollte das Zustandekommen des Ruhepotential verstanden worden sein (Kap. 2.2.1, Geheft: S. 10 - 12)
- Beliebte Aufgaben: Man ändert etwas an den Konzentrationsverhältnissen im Inneren des Neurons oder im Außenmedium. Zum Beispiel: Zugabe von Kaliumsulfat (besteht aus K+- und SO42--Ionen) ins Außenmedium. Zur Bearbeitung geht man wie folgt vor:
- Man prüft, ob die beteiligten Ionen überhaupt das Ruhepotential beeinflussen können. Dazu müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: 1. Es muss ein Konzentrationsunterschied vorliegen und 2. Die Membran muss für die Ionen permeabel (durchlässig sein). Prüfen Sie das!
- für K+-Ionen gilt: Es existierte vorher schon ein Konzentrationsunterschied: die Konzentration ist innen hoch, außen niedrig: cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 150:5. Durch Zugabe von Kaliumsulfat außen, wird dieser Unterschied geringer (oder dreht sich sogar um), z.B.: cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 150:100.
- Für SO42--Ionen gilt: Diese Ionen spielen bei der Betrachtung des Ruhepotentials nur eine untergeordnete Rolle und kommen nur in kleinen Mengen vor. Gibt man Kaliumsulfat außen hinzu, erhöht man die Konzentration außen, ein Gradient entsteht also. Die Biomembran ist für Sulfat-Ionen jedoch nicht durchlässig. Damit spielen diese Ionen für die weiteren Überlegungen keine Rolle.
- Beliebter Fehler: Schüler argumentieren oft: "Na, wenn man außen Kaliumionen dazu gibt, die sind ja positiv geladen, dann wirds außen positiver".
- Aus mehreren Gründen ist das falsch. Hauptgrund: Man gibt ja nie Kaliumionen alleine ins Medium. Es gibt keine Substanz, die nur aus positiv oder negativ geladenen Ionen besteht. Salze sind insgesamt immer neutral. Sie enthalten genau gleich viele positive und negative Ladungen. Durch die Zugabe des Salzes kann man direkt also keine Ladung verändern.
- Als nächstes überlegt man sich die Auswirkungen auf die Hauptursache des Ruhepotenials: Den normalerweise erfolgenden Ausstrom von K+-Ionen. Was ändert sich durch die Manipulation (Zugabe von Kaliumsulfat außen) an diesem Ausstrom-Verhalten?
- Normalerweise strömen K+-Ionen aufgrund des Konzentrationsgefälles aus der Zelle. Wenn außen die Konzentration jedoch stark erhöht wurde, wird der Ausstrom gebremst. Eventuell könnte es sogar zu einem Einstrom kommen, wenn außen so viele K+-Ionen zugegeben wurden, dass die Konzentration außen höher ist als innen.
- Zuletzt entscheidet man, welche Konsequenzen das veränderte Ein- bzw. Ausstromverhalten der K+-Ionen auf die Ladungsverhältnisse hat.
- Normalerweise sorgt jedes ausströmende K+-Ion aufgrund seiner Ladung dafür, dass die Innenseite negativ gegenüber der Außenseite wird (ausgehen vom hypothetischen Ausgangszustand, bei sowohl innen als auch außen jeweils gleich viele positive und negative Ladungen vorhanden sind: Ein nach außen wanderndes K+-Ion "nimmt eine positive Ladung mit nach draußen, daher bleiben innen mehr negative übrig"). Wenn außen die Konzentration der K+-Ionen jedoch stark erhöht wurde, wird der Ausstrom gebremst. (Eventuell könnte es sogar zu einem Einstrom kommen, wenn außen so viele K+-Ionen zugegeben wurden, dass die Konzentration außen höher ist als innen.)
- Es wandern weniger K+-Ionen nach außen, die Innenseite lädt sich dadurch weniger negativ gegenüber der Außenseite auf, das Ruhepotential erreicht nicht die "normale" Stärke. Es wird vom Betrag her geringer, also zum Beispiel ändert es sich von -70mV (innen negativ gegenüber außen) auf -50mV.
- Weiteres Beispiel: Wie ändert sich das Ruhepotential, wenn man Kaliumphosphat (besteht aus K+-Ionen und PO43--Ionen) mittels einer feinen Kanüle ins Innere des Neurons einbringt?
- PO43--Ionen: irrelevant, da Membran nicht permeabel für Phosphat.
- K+-Ionen: Konzentrationsgefälle vorhanden, wird durch Manipulation noch verstärkt, z.B. von cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 150:5 nach cinnen(K+) zu caußen(K+) entspricht 750:5.
- Das Bestreben für K+-Ionen auszuströmen wird dadurch verstärkt. Es strömen mehr K+-Ionen nach draußen als vorher. Es werden mehr positive Ladungen nach draußen transportiert als vorher, das Ruhepotential fällt stärker aus als normal: Es wird vom Betrag her größer, also zum Beispiel ändert es sich von -70mV (innen negativ gegenüber außen) auf -90mV.
Lernstoff für die Klausur am 20.03.20
Neben den Hefteinträgen (Kap. 3 - 4.2) eignen sich folgende Seiten im Buch (Natura 12) zur Vorbereitung auf die Schulaufgabe:
- Angeboren oder erlernt (S. 98-99)
- Reflexe (S. 100-101)
- Instinkthandlungen (S. 102-103)
- Konzepte der klassischen Ethologie (S. 104)
- Instinktlehre in die Kritik geraten (S. 105 - bitte dringend die Hinweise im Skript zu diesem Kapitel beachten!)
- Schlüsselreize beim Menschen, Schlüsselreize in Gesellschaft und Medien (S. 152 - 153)
- Prägung; Prägungsähnliche Vorgänge beim Menschen (S. 106-107)
- Lernen (S. 109)
- Klassische Konditionierung (S. 110)
- Operante Konditionierung (S. 111)
Kolloquium: Themenbereiche der einzelnen Semester
Semester 11/1
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Semester 11/2
(12)*: Aufgrund einer Lehrplanumstellung findet man diese Kapitel im Buch der 12. Klasse |
Semester 12/1
(11)*: Aufgrund einer Lehrplanumstellung findet man diese Kapitel im Buch der 11. Klasse
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Semester 12/2
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Schwerpunktwahl
Bitte überprüfen und Unstimmigkeiten umgehend bei mir melden!
rot: Ausgeschlossene Lerninhalte
grün: Schwerpunkt (Aus diesem Bereich wird ein Referats-Thema gestellt)
Hinweise zum Kolloquium
Beispiel-Kolloquium (Schwerpunkt "Ethologie: Verhalten mit hohem Anteil an erlernten Mechanismen", Semester 12/2):
ausgehändigtes Material für die Vorbereitungszeit
Der folgende gekürzte Bericht wurde von einer Journalistin in einer wöchentlich erscheinenden Frauen-Zeitschrift veröffentlicht:
Ich nehme meinen Hund immer mit ins Büro. Er hat dort ein Körbchen, in dem er auch während der ganzen Zeit liegen bleibt. Gelegentlich lasse ich ihn auf einen Befehl hin zu mir kommen und belohne ihn mit einem Leckerli aus einer Dose, die in der untersten Schublade meines Schreibtischs steht. Normalerweise schläft er und lässt sich durch nichts und niemand stören. Weder wenn Leute ins Büro herein marschiert kommen, noch wenn ich genervt und laut fluchend nach irgendwelchen Notizen suche.
Interessanter Weise spitzt er jedoch sofort die Ohren und setzt sich aufrecht hin, sobald ich die Schublade mit den Leckerli öffne.
Erarbeiten Sie ein 10minütiges Referat, indem Sie das im fett gedruckten Teil des Berichts beschriebene Verhalten des Hundes interpretieren und unter ethologischen Gesichtspunkten mit anderen Verhaltensweisen vergleichen.
Man erkennt hier glaube ich ganz gut, wie offen ein Referatsthema im Prinzip formuliert ist. Man KANN nahezu alles einbauen, was in dem Semester unterrichtet wurde.
Um eine SEHR GUTE Bewertung zu erhalten, reicht es jedoch nicht, bloß Faktenwissen aneinanderzureihen. Ebenso wichtig ist die Fähigkeit die Inhalte logisch zu gliedern, einen roten Faden durch das Referat zu spinnen und nachvollziehbar Schwerpunkte zu setzen.
Negativbeispiel:
Wer hier sein Referat beginnen würde mit:
„Also, folgende Verhaltensweisen haben wir besprochen: unbedingter Reflex, Erkoordination, klassische Konditionierung, operante Konditionierung. Ich fange mal mit dem unbedingten Reflex an. Es gibt eine Muskelspindel, die registriert die Dehnung des Muskels bei einem Schlag auf die Sehne unterhalb des Knies.
[...]
Und hier bei dem Hund liegt eine klassische Konditionierung vor. Das Öffnen der Schublade ist zunächst ein neutraler Reiz, [...]“
würde keine SEHR GUTE Bewertung erhalten (in dem Bereich „Aufbau, Gliederung“ wahrscheinlich nicht mal mehr AUSREICHEND)
Eine bessere Möglichkeit das Referat aufzubauen, wäre z.B.:
- Zunächst die klassische Konditionierung an diesem Beispiel erläutern. Dazu am besten die allgemeine Form einer klassischen Konditionierung aufzeigen, dann unter Textbezug den vorliegenden Fall auf die allgemeine Form transferieren. Evtl. mit einem weiteren Beispiel unterfüttern (z.B. Pawlows Glöckchen-Speichel-Versuch).
Um diese Verhaltensweise zu VERGLEICHEN, gibt es mehrere Möglichkeiten. VERGLEICHEN heißt Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausstellen. Man könnte nach der Interpretation z.B. folgendermaßen überleiten:
- Bei der klassischen Konditionierung spielt Erfahrung eine wichtige Rolle, es wird eine neue Reizsituation erlernt, die mit einer bestehenden Reiz-Reaktions-Kette verknüpft wird. Eine Verhaltensweise, bei der Erfahrung kaum eine Rolle spielt, wäre der unbedingte Reflex: [...]
Falls noch Zeit ist, könnte man über folgende Brücke die Erbkoordination noch ansprechen:
- Der unbedingte Reflex ist angeboren und läuft nach einem starren Muster ab. Etwas flexibler sind Erbkoordinationen bzw. Instinktverhalten: [...]
oder man leitet über zu Möglichkeiten, Verhaltensweisen daraufhin zu testen, ob sie angeboren oder erlernt sind:
- Der unbedingte Reflex läuft nach einem starren Muster ab und ist angeboren. Beweise dafür liefern Kaspar-Hauser-Versuche oder Kaspar-Hauser-Bedingungen: [...]
Ganz toll wäre es natürlich, wenn man zum Schluss des Referats noch mal auf den Anfangspunkt zurück kommt (geht aber nicht immer). Hier z.B.:
- Bei einem Hund kann man natürlich keine Kaspar-Hauser-Versuche durchführen. Der Hund stammt von sozial stark strukturiert lebenden Vorfahren ab (Anknüpfungspunkt an anderes Kapitel: „Sozialverhalten“ – das macht sich immer hervorragend!). Isoliert man solche Tiere von Artgenossen treten in der Regel Verhaltensstörungen auf [...]
Fragen zum Abitur (neueste oben)
Kommt die Spieltheorie der Aggression dran?
- Nein. Normalerweise antworte ich nicht auf Fragen in der Art: "Kommt dies oder jenes dran?". In diesem Fall kann man das aber mal machen, weil es im Home-Schooling-Online-Skript schon drin steht, dass ich diese Theorie weglassen werde. Es handelt sich um einen optionalen Lehrplaninhalt.
Müssen wir Synapsengifte auswendig können?
- Eigentlich nicht. Wenn ich nach Synapsengifte frage, dann werde ich euch z.B. den Wirk-Mechanismus kurz beschreiben und ihr müsst abschätzen, was das für weitere Konsequenzen hat. Es schadet aber natürlich nicht, wenn man EIN Synapsengift kennt und dann sowas sagen kann wie: "Das ist so ähnlich wie beim Gift XY.". Oder: "Ganz anders funktioniert ja das Gift XY."
Thema Blutgruppen: Skript von VON oder LUX besser?
- Entscheidend ist immer das Buch. Um die Blutgruppen zu verstehen, muss man eine gewisse Ahnung von Antigenen und Antikörpern haben. Ohne geht es meiner Meinung nach nicht.
Schwerpunkt: Organisation und Funktion der Zelle: Lieber die Einträge von der Frau VON verwenden oder lieber auf die Hefteinträge von LUX im RMG Wiki konzentrieren?
- Ich kann zwischen den beiden Skripten nahezu keinen Unterschied erkennen. Entscheidet euch für eins der beiden, aber lest auf jeden Fall die Seiten, die im Buch angegeben sind! Um Fragen für das Kolloquium zu entwerfen, orientiere ich mich vor allem am Buch (einzige Ausnahme: Q12 - Instinkt-Konzept auf S. 104-105, das sehe ich anders, aber darüber habe ich ausführlichst gesprochen)
- Tatsächlich steht bei mir im Skript zu den einzelnen Zellorganellen nicht viel... Weil ich es nicht für wichtig halte, etwas ins Heft zu schreiben, was im Buch (auf den S. 18 - 19 Q11) schön erklärt ist. Im Unterricht habe ich es aber trotzdem auch behandelt.
- Der einzig größere Unterschied zwischen den beiden Skripten (VON und LUX) ist wohl die Endosymbionten-Theorie. Dieses Thema spreche ich in der Q11 nur an und gehe erst in der Q12 beim Thema Evolution genauer darauf ein (Kap. 1.8). So oder so solltet ihr mit dem Begriff etwas anfangen können.
Außerdem verstehe ich nicht, was sie mit 2.1.3 "Evolutive Trends innerhalb von Nervensystemen: Zentralisierung" meinen, könnten Sie das bitte noch etwas genauer ausführen?
- Im Laufe der Evolution scheint der Trend (also die Entwicklung hin zu etwas) zu bestehen, dass sich Nervenzellen immer stärker an einer bestimmten Stelle im Körper zentralisieren (von mir aus auch: konzentrieren, anhäufen, sammeln). Sehr ursprüngliche Lebewesen hatten Nervenzellen im ganzen Körper gleichmäßig verteilt (Nervennetz bei Hydra). Tiere, die in der Evolution später aufgetaucht sind (z.B. Würmer) zeigen schon eine Entwicklung von dicken Nervensträngen (also Ansammlungen von vielen Nerven) auf der Bauchseite. Noch später entwickelte Tier (z.B. Säugetiere) besitzen eine sehr große Ansammlung von Nerven im Kopfbereich: Das Gehirn.
Könnten sie mir bitte zudem sagen, durch welche Stoffe man das Konzentrationsverhältnissen im Inneren des Neurons oder im Außenmedium verändern kann
- Prinzipiell mit allen Salzen, die es gibt. Sinn macht es aber natürlich nur mit Salzen, die Ionen enthalten, die bei der Betrachtung des Ruhe- bzw. Aktionspotentials eine Rolle spielen, hauptsächlich also Na+-Salze, K+-Salze oder Cl--Salze. Und natürlich destilliertes Wasser, weil das bei Zugabe die Konzentration ALLER vorliegenden Ionen herabsetzt.
Wie schaut es mit dem Thema "Ökologie" aus. Wie ist mit den Unterschiede zwischen den Skripten von VON und LUX umzugehen
- Zum Thema Ökologie würde ich auf jeden Fall noch eine Unterrichtseinheit machen, da das wohl bei euch am wenigsten besprochen wurde.
- Zu den Skripten: Es gibt kaum Unterschiede zwischen VON und LUX. Ich glaube auch, dass ihr ein bisschen eine falsche Vorstellung vom Kolloquium habt. Ich werde sicher nicht so etwas fragen wie "Wofür ist der Ostindische Mungo ein Beispiel in der Ökologie?". Solche Fragen sind aus meiner Sicht im Kollo eher problematisch. Weil entweder wisst ihr es oder ihr wisst es nicht. Das ist mir zu riskant. Im Kolloquium stelle ich (bei diesem Thema) eher offene Fragen, so z.B: "Der Mensch nutzt Ackerflächen teilweise sehr intensiv. Welche Vor- und Nachteile ergeben sich aus dieser Nutzung?" Dazu könnt ihr dann alles möglich sagen, was ihr eben wisst.
- Das "Ökosystem See" ist bei mir ein Überbleibsel aus dem früheren G9. Viele Einzelaspekte, die man vorher bespricht, kann man hier als Einheit begreifen. Nachdem in eurem Buch dazu nichts steht, könnt ihr diese Kapitel (4.3.1.7) streichen. Eine Frage könnte aber z.B. sein: "Zeigen Sie auf, wie sich Einflüsse des Menschen negativ auf ein Ökosystem auswirken können und schlagen sie eine Maßnahme vor, die negativen Folgen zu minimieren!" (oder so ähnlich).
- Generell gilt: Beim Themenkomplex "Ökologie" spielen (wie im Kasten 11/2 angegeben) vor allem die Buchseiten 74 - 80 (Q12) eine wichtige Rolle. Im Skript (LUX) ist das 4.1 und 4.2 im Skript (VON) Ökologie 2 und Ökologie 3. Den Rest (Buch 82-85, 88-92) müsst ihr nicht "auswendig" können. Das sind anschauliche Text von vielen Beispielen aus der Natur. Die könnt ihr verwenden um ökologische Phänomene anschaulich zu untermauern. Aber wenn ihr Einzelaspekte nicht wisst, z.B. dass "der weltweite Umsatz mit Medikamenten auf Basis pflanzlicher Wirkstoff etwa 45 Mrd. Euro beträgt" ist das völlig egal.
Könnten wir vielleicht noch einmal eine kurze Wiederholung zum Thema Bau und Funktion der Zelle machen? Bzw. eine grobe Abtrennung was alles zu diesem Themengebiet gehört.
- Eher nicht. Das Thema ist sehr klar im oberen Kasten (Semester 11/1) definiert: Buch, S. 16-24 und 26-29. Wenn eine konkrete Frage auftaucht, dann bitte diese noch einmal stellen. Aber eine "kurze Wiederholung" des gesamten Themas kann ich nicht leisten.
Typische Aufgaben zu Zyto-, klassische und Humangenetik.
- Werde ich ausarbeiten und ins Wiki stellen (nicht vor Ostern).
Etwas genauere Ausführungen zu "chemische..." und "früheste biologische Evolution".
- Werde ich ausarbeiten und ins Wiki stellen (nicht vor Ostern).
Wie relevant ist das Kapitel "1.9.2 Fossile Vorfahren des Menschen"
- Ist quasi irrelevant fürs Kolloquium. Ihr solltet den Begriff "Australopithecus" kennen und wissen, dass diese Skelett-Funde bereits menschenähnliche Merkmale besessen haben, aber auch noch typische Merkmale, die eher zu "Affen" passen.
