Fallstudie 🐛

1. Verwandschaft und Altruismus

   -> Familie, Gruppe, Rudel, Staat

2. Vorteile für alle - kein Altruismus

   -> Herde, große Gruppe, Schwärme

• Kosten entstehen durch Konkurrenz um Ressourcen

• Grasfresser machen sich relativ weniger Konkurrenz als Raubtiere

• Weniger Nutzen nötig – Gruppen bestehen allein aufgrund des Verdünnungseffekts

-> meist helfen Junge aus früheren Generationen bei der Aufzucht ihrer Geschwister

-> bekannt bei vielen Vogel- und Fischarten

das Erdmännchen

-> 1 dominantes Paar: alle adulten Gruppenmitglieder helfen beim Füttern und Schützen der Jungen

Termiten, Blattläuse, Nacktmulle, Bienen

• Kolonien von bis zu 300 Tieren

• kooperative Nahrungsbeschaffung (finden, zerlgen und transportieren von Knollen und Wurzeln)

• Arbeitsteilung beim Tunnelbau (vorne graben, hinten hinausbefördern der Erde)

  
  

das reproduktive Königspaar unterdrückt die Reproduktion der Nachkommen

-> nichtbrütendes Weibchen bleibt in einem präpubertären Stadium

=> hat mit Anwesenheit der Königin zu tun

sauerstoffarm und kohlendioxidreich

-> sind sehr tolerant gegenüber Hypoxie

-> Gehirne schon bei Geburt groß, wachsen danach nur noch langsam

-> möglicherweise zusätzlich Funktion der Globine

-> stark exprimiertes Neuroglobin

Schmerztoleranz erlaubt das Leben und Bauen im sauren Milleu

-> Toleranz gegenüber Krebs

Aktuell die am besten unterstützte Erklärung:

Ökologische Zwänge begünstigen Evolution von Eusozialität

• Unvorhersehbare Regenfälle

• Geklumpte, unsichere Nahrungsverfügbarkeit

1. Schmerzresistent -> Leben und Bauen im sauren Millieu

2. erkranken selten an Krebs -> Tumorzellen werden schnell erkannt

3. Zeigen wenig Anzeichen für Alterung -> bessere DNA-Reperatur-Mechanismen

• Klebrige Tarsen (“Klebefüße”) -> fallen trotzdem oft vom Baum, finden jedoch im Fall häufig ihren Baum

• Wirt eines parasitischen Nematoden

• Larven werden u.a. mit Kot von früchte-fressenden Vögeln gefüttert -> Kot kann Parasiten (Nematoden) enthalten

• Nematoden verpaaren sich im Ameisenkörper und produzieren Eier

• Eier reifen, zeitgleich wird die Cuticula der Ameisen weicher und leuchtend rot

• Ameisen strecken den roten („reifen“) Hinterleib hoch, dieser ist nur noch schwach mit stacheligem Vorderleib verbunden

• können leicht von Vögeln gefressen werden (und damit die Nematoden-Eier)

• Infizierte Vögel koten bevorzugt nahe Ameisenkolonien

=> Parasit manipuliert sowohl Verhalten und Aussehen der Ameisen, als auch Verhalten der Vögel zu seinen Gunsten

• bei infizierten Schnecken wachsen Sporozysten in die Fühler -> sehen aus wie Raupen

• Verhaltensmanipulation -> Schnecken wandern aus dem Dunkeln ins Licht -> Vögel picken gezielt auf die Fühler

• Endwirt Vogel

• Zwischenwirt: Schnecke und Ameise

• eine Cercarie opfert sich und wandert ins Gehirn der Ameise, diese entwickelt sich nich weiter

• Altruismus -> ermöglicht die Fortpflanzung anderer Cercarien

• einzelliger Katzenparasit

• Zwischenwirt Maus -> manipuliert Maus zu Risikobereitschaft -> Endwirt Katze

• Menschen sind auch häufig infiziert -> höhere Risikobereitschaft bei Männer (?) -> mehr Verkehrunfälle(?)

• Bekannt als Reproduktions-manipulierende intrazelluläre

Bakterien

• Können nur in Zellen im Zytoplasma leben – d.h. Wolbachia kann sich nur über Eizellen verbreiten, nicht über Spermien

• Wolbachien verursachen verstärkte Produktion von weiblichen Nachkommen

• Inwiewei beeinflusst das Mikrobiom auch Genotyp und Phänotyp der Wirte

• Mikrobiom profitiert von Gruppenleben -> horizontale Ausbreitung, kann auch Vorteil für Wirt sein (z.B. neue Energiereserven) _> Hat das auch zur Evolution von Sozialität beigetragen?

• Welchen Einfluss auf Sexualverhalten wie Küssen?

• Hat erhöhte Verbreitung der Mikrobiota durch Gruppenleben zu besonderen Sozialverhalten und Gehirnentwicklung bei Primaten beigetragen?

=> geeignete Mechanismen sind da

Fertigen Angeln aus Palmwedeln und Zweigen

-> Seitenzweigen werden entfernt, sodass Haken entstehen

-> es gibt 4 Typen von Angeln -> typisch für die jeweilige geographische Region

-> dabei haben die Individuen unterschiedliche Präferenzen für die Werkzeuge

• Verhalten erfüllt alle Kriterien von Werkzeuggebrauch und - herstellung

• Wurde zuvor nur Primaten zugeschrieben

=> Beobachtungen stammen nicht aus der freien Natur, da dort schwer zu beobachten, sondern aus dem Labor

• detaillierte Beobachtung von Ökologie & Verhalten unter natürlichen und schwer zugänglichen Bedingungen

• Erfassung & Quantifizierung sozialer Interaktionen in natürlichen Populationen

• Informationsfluss und -transfer kann experimentell erfasst werden

• Sender werden immer kleiner und können mit verschiedenen Messmodulen ausgestattet werden (Herzrate, EEG, Temperatur)

• intensives Training mit einem Pferd -> Rechenaufgaben lösen?

-> Lehrte uns nicht, dass Tiere rechnen können, aber, dass Tiere genau beobachten und auch kleinste Gesten von Menschen deuten können

• Erklärung durch einfache Lernparadigmen muss ausgeschlossen werden

• Jedes Beispiel muss kritisch auf einfachste Erklärung beleuchtet werden

• Welche physiologischen Prozesse unterliegen Gefühlen?

• Was passiert im Körper, insbesondere im Gehirn in bestimmten Situationen, die z.B. Angst hervorrufen oder Aggression

• Mittlerweile möglich dank moderner Bildgebungs- methoden in der Hirnforschung

• Mensch und Tier teilen evolutionären Hintergrund • Emotionen bzw. die physiologischen Mechanismen

dahinter sind durch Selektion entstanden

• Was ist der adaptive Wert von Angst, Zorn oder Freundschaft?

=> es kann nu graduelle Unterschiede geben zwischen Mensch und Tier

• Gefühle werden ausgedrückt & verstanden

• Andere fühlen mit, spiegeln also Emotionen des Senders

• Gähnen ist ansteckend, auch bei einigen Tieren

• Laborratten zeigen Empathie und helfen eingeschlossenem Artgenossen

• Freies Tier überwindet Angst vor der Mitte des Käfigs, um gefangene Ratte zu befreien

• In Kontrollexperimenten bleiben die Tiere am Rand

=> Mitgefühl bringt Ratten dazu, anderen zu helfen und dabei Risiken einzugehen und Belohnungen zu teilen

=> prosoziales Verhalten

• Versuche bestätigen experimentell, dass Schimpansen auch dann kooperative Entscheidungen treffen, wenn sie dabei Nachteile haben

• ABER sie tun das nur, wenn der Partner zuvor ein Risiko eingegangen ist, um zu unterstützen

=> REZIPROZITÄT – Schimpansen erwidern Gefallen

• Kooperation & Reziprozität beruhen auf Partnerwahl

• Es lohnt sich, mögliche Partner zu testen und nur mit guten Partnern wiederholt zu interagieren (Reziprozität, Tit-for-tat)

• Gute Partner (Freunde) erhöhen den Nutzen von Kooperation

• Selektion belohnt einen Sinn für Fairness

• -> Spiele: Ultimatum Game, Impunity Game, Prosocial Games

• Helfen Gefühle, insbesondere Empathie, bei der

Kooperation?

• Erhalten Gefühle den Zusammenhalt der Gruppe?

• Ermöglichen Gefühle prosoziales Verhalten?

• Belohnen Gefühle prosoziales Verhalten?

• Große Gameten = Eier

• Weniger Eier, da viel Energie in Ausstattung der Gameten investiert wird

• nährstoffreich

• Eier überleben lange

• Eier sind eher unbeweglich

• kleine Gameten = Spermien

• Vile Spermien, da sie vergleichsweise “billig” sind

• nährstoffarm

• Spermien sind kurzlebig

• Spermien sind beweglich

Anisogamie

Weiblich: Eier sind relativ selten, hohe Investitionen, es lohnt sich wählerisch zu sein

Männlich: Spermien gibt es mehr als Eier, Spermien konkurrieren um die Befruchtung von Eiern

• besonders eindeutig, wenn sich Weibchen mehrfach paaren (Polyandrie)

• Spermien verschiedener Männchen konkurrieren im Körper des Weibchens

• Anpassungen der Männchen an Spermienkonkurrenz sind schädlich für das Weibchen

der Bohnenkäfer

• Männchen und Weibchen können sich mehrfach paaren

• Männchen, die sich mit vielen Weibchen paaren, haben in der Regel mehr Nachkommen => Batemans Regel

• Mehrfachpaarungen sind für Weibchen nur dann “interessant” wenn sie mehr Vor- als Nachteile haben

  
  

• Aedeagus wird zur Kopulation ausgestülpt

-> Stacheln nützen dem Männchen, verletzen aber das Weibchen = Kosten

-> die Kosten steigen daher mit der Anzahl der Kopulationen

-> wenn Weibchen seltener mehrfach kopulierren = NUTZEN für ein Männchen

=> Dornen bringen Männchen Vorteil da sie weniger Spermienkonkurrenz haben, jedoch Kosten für das Weibchen

• Sequenziell = zeitliche Abfolge der Geschlechter

• Simultan = beide Geschlechter zur gleichen Zeit

• einfachere Partnersuche -> jeder Artgenosse ist ein potenzieller Partner

• Pflanzen sich in der Regel sexuell fort

• Möglichkeit zur Selbstbefruchtung

• der Plattwurm

-> initiiert sich die Spermien mit Hilfe eines Stiletts -> wandert zu den Eier

-> simultaner Hermaphrodit mit externer Befruchtung

• Eier werden gehandelt

• treffen sich und paaren sich und tauschen Gameten aus

• gibt der erste Fisch alle Eier ab, gewinnt der zweite -> dieser befruchtet die Eier des ersten und gibt wiederum seine Eier an einen dritten ab => ist sowohl Vater als auch Mutter

• wenn die männliche Rolle bevorzugt wird

• weil Spermien billiger sind als Eier und höhere Fitness erzielen

• Der betrügerische Hamletfisch, der alle Eier eines Partners befruchtet und dann verschwindet, um Eier mit einem weiteren Partner zu tauschen, hat mehr Nachkommen, als ein kooperativer Partner

• Kooperation lohnt sich wenn mehr Interaktion statt findet -> mehr Eier

• Spermien werden gehandelt

  • Wenn die Spermienempfänger– (=weibliche) Rolle

    bevorzugt wird!

  • z.B. bei interner Befruchtung, weil Spermien resorbiert werden und als wertvolle Nahrungsergänzung dienen

  • Wer Spermien mit unsicherem Schicksal abgibt, sollte auch welche erhalten

• Spermienspeicher Bursa copulatrix

• “Liebespfeil” -> erhöht die Aufnahmemenge und Geschwindigkeit der Spermien -> es werden weniger verdaut

• Liebespfeil verzögert Wiederverpaarungsbereit- schaft des Empfängers

• Liebespfeile reduzieren die Gelegegröße (b) und den Gesamtreproduktionserfolg (a) der Schnecken

• Welche Rolle welcher Wurm spielt, wird ausgefochten

• Wer zuerst den Penis irgendwo in die Haut stechen kann, spielt die„billigere“ Männchenrolle

• Spermien werden über die Haut absorbiert

• Der Verlierer muss die aufwendigere Eiproduktion übernehmen