Verhaltensbiologie (BIO-Ver) — Biologie · Matura-Zusammenfassung

Angeborenes vs. erlerntes Verhalten#

BasisBIO-Ver-7.1

Verhalten reicht von starren Reflexen bis zu flexiblem Lernen - die Verhaltensbiologie sortiert es entlang der Frage „angeboren oder erlernt?" (). Angeborenes Verhalten ist ohne Erfahrung vorhanden, artspezifisch und genetisch festgelegt: Reflexe (Saugreflex) und komplexere Instinkthandlungen (Spinnennetzbau, Vogelnestbau) laufen auch dann ab, wenn das Tier sie nie gesehen hat.

Angeborenes und erlerntes Verhalten

Abb. 1Gegenüberstellung der beiden Verhaltenskategorien nach Erfahrungsbedarf, Auslöser, Variabilität und Beispiel.

Viele angeborene Handlungen werden durch Schlüsselreize ausgelöst - eng definierte Merkmale, die wie ein Schlüssel ins Schloss passen. Der rote Bauch des Stichlings löst beim Rivalen Angriff aus, der rote Fleck am Schnabel der Silbermöwe den Pickreiz der Küken. Verblüffend ist die Reizsummen-Regel: Eine grobe Attrappe mit dem Schlüsselreiz wirkt oft stärker als das echte Tier.

Erlerntes Verhalten dagegen entsteht durch Erfahrung und passt sich an die individuelle Umwelt an. Dazu zählen die Prägung (an eine kritische Phase gebunden, Lorenz’ Graugänse), die Habituation (Gewöhnung), die klassische und operante Konditionierung sowie das Einsichtslernen (Köhlers Schimpanse Sultan, der Kisten stapelt).

Um ein Verhalten vollständig zu verstehen, stellte Niko Tinbergen vier Fragen: nach dem Mechanismus (Wie funktioniert es?), der Ontogenese (Wie entwickelt es sich im Individuum?), der Funktion (Welchen Selektionsvorteil bringt es?) und der Phylogenese (Wie entstand es stammesgeschichtlich?). Die ersten beiden sind proximate, die letzten beiden ultimate Erklärungen.

Auch beim Menschen überwiegen Lernvorgänge, doch Reflexe wie der Patellarsehnen- oder der Pupillenreflex sind eindeutig angeboren. Eine reine Trennung ist die Ausnahme - die meisten komplexen Verhaltensweisen sind eine Mischung aus angeborener Grundlage und erlernter Feinabstimmung.

Schliesslich begrenzt die biologische Disposition, WAS leicht gelernt werden kann: Eine Spinnen- oder Schlangenphobie entsteht viel rascher als eine Angst vor Steckdosen, obwohl letztere statistisch gefährlicher sind - die evolutionäre Vergangenheit prägt unsere Lernbereitschaft.

Musterbeispiel

Tinbergens vier Fragen anwenden

Ein Rotkehlchen-Männchen greift im Frühjahr ein blosses rotes Federbüschel an. Beantworte das Verhalten nach Tinbergens vier Fragen.

Mechanismus (proximat)
Der Schlüsselreiz „rot" löst über einen angeborenen Auslösemechanismus das Angriffsverhalten aus - die Gestalt des Gegners ist nebensächlich.
Ontogenese
Das Verhalten ist weitgehend angeboren, wird aber durch Erfahrung im ersten Revierfrühling geschärft.
Funktion (ultimat)
Die Revierverteidigung sichert Nahrung und Brutplatz und erhöht so den Fortpflanzungserfolg.
Phylogenese
Revieraggression ist bei vielen Singvögeln verbreitet und damit stammesgeschichtlich alt.

Ergebnis: Erst alle vier Ebenen zusammen - zwei proximate (Wie?) und zwei ultimate (Wozu/Woher?) - erklären ein Verhalten vollständig. Das Rotkehlchen greift das Büschel an, weil „rot" der Auslöser ist, nicht weil es einen Rivalen erkennt.

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte

1
Angeborenes Verhalten ist die Software ab Werk - erlerntes ist das Update.
2
Schlüsselreize sind eng definiert - der Stichling reagiert auf jedes rote Bauchstück, auch eine Attrappe.
3
Tinbergens vier Fragen helfen, jedes Verhalten vollständig zu beschreiben.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank4 Punkte

Aufgabenstellung

Vergleiche angeborenes und erlerntes Verhalten und nenne für jede Kategorie zwei Beispiele.

Deine Antwortwird nicht automatisch bewertet

Typische Fehler

Reflexe als erlerntes Verhalten bezeichnet.
Klassische und operante Konditionierung verwechselt.
Prägung als allgemeines Lernen statt zeitlich begrenzte Phase.

Aktive Wiederholung

Erläutere am Beispiel der Graugans-Prägung von Konrad Lorenz, was Prägung ist und wie sie sich von Konditionierung unterscheidet.

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Quellen: Tinbergen N (1963) - On aims and methods of ethology (Zeitschrift für Tierpsychologie)

Konditionierung - klassisch und operant#

StandardBIO-Ver-7.2

Konditionierung ist die am besten untersuchte Form des assoziativen Lernens - das Gehirn verknüpft Ereignisse, die zusammen auftreten. Bei der klassischen Konditionierung (Pawlow, 1903) wird ein zunächst neutraler Reiz (eine Glocke) wiederholt mit einem unbedingten Reiz (Futter) gekoppelt. Mit der Zeit löst die Glocke allein den Reflex aus - aus dem neutralen wird ein bedingter Reiz, aus dem Speichelfluss ein bedingter Reflex ().

Klassische vs. operante Konditionierung

Abb. 2Klassisch: Reizkopplung (NS+US -> CR). Operant: Verhalten wird durch Konsequenz (Verstärkung/Bestrafung) verändert.

Die operante Konditionierung (Skinner) erklärt, wie Verhalten durch seine KONSEQUENZEN geformt wird. Vier Fälle ergeben sich aus zwei Achsen - etwas hinzufügen (+) oder entfernen (-) und Verhalten fördern oder mindern: positive Verstärkung (Belohnung), negative Verstärkung (ein unangenehmer Reiz endet), positive Bestrafung (Strafe) und negative Bestrafung (Entzug einer Belohnung).

Wichtig ist die Abgrenzung: Negative Verstärkung ist KEINE Strafe - sie FÖRDERT Verhalten, indem etwas Unangenehmes wegfällt (das Anschnallen beendet den Warnton). Das Wort „negativ" meint hier „entfernen", nicht „schlecht" - eine der häufigsten Verwechslungen.

Ohne weitere Verstärkung verschwindet ein gelerntes Verhalten allmählich wieder - das nennt man Extinktion (Löschung). Wie löschungsresistent ein Verhalten ist, hängt vom Verstärkungsplan ab: Eine kontinuierliche Verstärkung lässt sich schneller löschen als eine intermittierende, also unregelmässige.

Genau das erklärt die Tücke des Glücksspiels: Der Spielautomat verstärkt variabel und unvorhersehbar - dieses intermittierende Schema erzeugt besonders hartnäckiges, löschungsresistentes Verhalten und ist ein Schlüssel zum Verständnis von Suchtmechanismen.

Die Anwendungsfelder sind weit: Tiertraining, die Verhaltenstherapie (Expositionstraining gegen Phobien), die Schule und die Werbung. Darüber hinaus zeigen das latente Lernen (Tolman) und das Beobachtungslernen (Bandura), dass Lernen auch OHNE unmittelbare Verstärkung stattfinden kann - allein durch Erkundung oder durch Nachahmung eines Vorbilds.

Musterbeispiel

Operante Konditionierung - die vier Quadranten

Ordne zu: (a) Lob nach den Hausaufgaben, (b) Anschnallen beendet den Warnton, (c) Strafarbeit nach Stören, (d) Handyentzug nach Streit.

Schema
Zwei Achsen: etwas HINZUFÜGEN (+) oder ENTFERNEN (-); Verhalten FÖRDERN (Verstärkung) oder MINDERN (Bestrafung).
(a) Lob
Angenehmes wird hinzugefügt, Verhalten steigt -> positive Verstärkung.
(b) Warnton endet
Unangenehmes wird entfernt, Verhalten steigt -> negative Verstärkung.
(c) Strafarbeit
Unangenehmes wird hinzugefügt, Verhalten sinkt -> positive Bestrafung.
(d) Handyentzug
Angenehmes wird entfernt, Verhalten sinkt -> negative Bestrafung.

Ergebnis: „Positiv/negativ" meint hinzufügen/entfernen, NICHT gut/schlecht; „Verstärkung/Bestrafung" meint mehr/weniger Verhalten. Negative Verstärkung (b) ist keine Strafe - sie fördert Verhalten.

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte

1
Pawlow lehrt: was zusammen passiert, wird im Hirn verknüpft.
2
Skinner zeigt: belohntes Verhalten wird häufiger gezeigt, bestraftes Verhalten seltener.
3
Intermittierende Verstärkung ist die stärkste - deswegen ist Glücksspiel so suchterzeugend.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank5 Punkte

Aufgabenstellung

Erläutere klassische und operante Konditionierung und zeige Anwendungsbeispiele aus dem Alltag.

Deine Antwortwird nicht automatisch bewertet

Typische Fehler

Negative Verstärkung mit Bestrafung verwechselt.
Bedingten Reiz mit unbedingtem verwechselt.
Pawlow als operante Konditionierung beschrieben.

Aktive Wiederholung

Erkläre, warum intermittierende Verstärkung (z.B. Spielautomaten) besonders löscheresistent ist.

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Quellen: Skinner B F (1953) Science and Human Behavior (Macmillan)

Sozialverhalten und Kommunikation#

StandardBIO-Ver-7.3

Sozialverhalten - das kooperative Zusammenleben in Gruppen - reicht vom losen Schwarm über das Rudel und die Familie bis zum hochorganisierten Insektenstaat. Es ist kein Selbstzweck: Es entsteht und besteht nur, wenn sein Nutzen die Kosten überwiegt.

Die Vorteile sind handfest: besserer Schutz vor Räubern, effizientere Nahrungsbeschaffung, gemeinsame Brutpflege und Informationsaustausch. Dem stehen Kosten gegenüber - verschärfte Konkurrenz um Ressourcen und Partner sowie ein höheres Risiko, dass sich Krankheiten und Parasiten ausbreiten.

Die extremste Form ist die Eusozialität der Insektenstaaten (Bienen, Ameisen): Arbeitsteilung mit sterilen Kasten, Generationsüberlappung und kooperative Brutpflege. Dass Arbeiterinnen auf eigene Fortpflanzung verzichten, erklärt die Verwandtenselektion - bei der Haplodiploidie der Bienen sind Schwestern zu 75 % verwandt, sodass das Aufziehen von Schwestern die eigenen Gene stärker verbreitet als eigene Töchter.

Den theoretischen Rahmen liefert die Hamilton-Regel: Altruismus setzt sich durch, wenn

r \cdot B > C

gilt - der Verwandtschaftsgrad

r

mal dem Nutzen

B

für den Empfänger ist grösser als die Kosten

C

für den Helfer. Scheinbar uneigennütziges Verhalten hat also einen genetischen Grund (inclusive fitness); das verbindet die Verhaltensbiologie direkt mit der Evolution (vgl. Thema Evolution).

Zusammenleben erfordert Kommunikation über mehrere Kanäle: chemisch (Pheromonspuren der Ameisen), akustisch (Vogelgesang, Walgesänge), optisch (der Bienentanz, das Pfauenrad) und taktil (gegenseitiges Putzen). Jeder Kanal hat eigene Vor- und Nachteile in Reichweite, Geschwindigkeit und Störanfälligkeit.

Ein Glanzstück ist der von Karl von Frisch entschlüsselte Bienentanz (): Beim Rundtanz signalisiert die Sammlerin eine nahe Quelle (unter ca. 50 m), beim Schwänzeltanz eine weiter entfernte - die Richtung relativ zur Sonne codiert sie über den Winkel der Schwänzelstrecke, die Entfernung über die Dauer des Schwänzelns.

Schwänzeltanz der Honigbiene

Abb. 3Winkel des Schwänzellaufs zur Senkrechten = Winkel der Futterquelle zum Sonnenazimut; Schwänzeldauer codiert Distanz.

Aggression dient meist nicht dem Töten, sondern der Klärung von Rang und Revier. Sie ist oft ritualisiert - Drohgebärden und Imponierverhalten entscheiden den Konflikt, bevor es zu gefährlichen Verletzungen kommt. Das spart beiden Seiten Kosten.

Warum eskalieren Kämpfe so selten? Die Spieltheorie liefert die Antwort mit der evolutionär stabilen Strategie (ESS): Im Falke-Taube-Modell (Maynard Smith) wäre eine reine Falken-Population instabil, weil ständige Eskalation allen schadet - ein Mischverhalten ist stabil. Ritualisierte Kämpfe sind damit evolutionär „vernünftig".

Damit schliesst sich der Kreis: Sozialverhalten, Altruismus und Kommunikation sind keine moralischen Phänomene, sondern Ergebnisse der Selektion auf Gesamtfitness - eine Erweiterung der natürlichen Selektion, die viele auf den ersten Blick rätselhafte Verhaltensweisen erklärt.

Musterbeispiel

Bienentanz - Richtung dekodieren

Eine Sammlerin tanzt den Schwänzellauf an der senkrechten Wabe um 40 Grad nach rechts von der Senkrechten geneigt. In welche Richtung relativ zur Sonne liegt die Futterquelle, und was bedeutet eine Schwänzeldauer von 3 s?

Bezugssystem
Auf der senkrechten Wabe ersetzt die Schwerkraft (senkrecht nach oben) die Sonnenrichtung (Azimut).
Winkelübertragung
40 Grad rechts von der Senkrechten bedeutet: die Quelle liegt 40 Grad rechts vom Sonnenazimut.
Distanzcode
Faustregel ca. 1 s Schwänzeln je 1 km; 3 s entsprechen rund 3 km Entfernung.
Plausibilität
Je länger der Schwänzellauf, desto weiter die Quelle; der Winkel codiert die Richtung relativ zur Sonne.

Ergebnis: Die Futterquelle liegt etwa 40 Grad rechts der Sonnenrichtung in ca. 3 km Entfernung; Winkel codiert Richtung, Schwänzeldauer codiert Distanz.

Musterbeispiel

Hamilton-Regel - lohnt sich Altruismus?

Eine Arbeiterin verzichtet auf eigene Fortpflanzung (Kosten C = 2 Nachkommen-Äquivalente) und zieht stattdessen Vollgeschwister auf, sodass diese B = 5 zusätzliche Nachkommen-Äquivalente erhalten. Lohnt sich der Verzicht genetisch?

Verwandtschaftsgrad r
Vollgeschwister teilen im Mittel die Hälfte ihrer Allele: $r = 0{,}5$ .
Hamilton-Bedingung
Altruismus wird selektiert, wenn $r\cdot B > C$ (indirekter Fitnessgewinn > direkte Kosten).
Werte einsetzen
$r\cdot B = 0{,}5\cdot 5 = 2{,}5$ ; Kosten $C = 2$ .
Vergleich
$2{,}5 > 2$ , also ist die Bedingung erfüllt.

Ergebnis: Da $rB = 2{,}5 > C = 2$ , wird das altruistische Verhalten begünstigt - die geholfenen Verwandten geben anteilig mehr der eigenen Allele weiter, als der Verzicht kostet (Verwandtenselektion).

Schritt-für-Schritt Erklärung3 Schritte

1
Sozialverhalten zahlt sich aus, wenn Gewinn von Kooperation größer ist als der Aufwand.
2
Eusozialität wirkt nach Hamilton: wer seine Schwestern füttert, vermehrt eigene Gene zu 75 %.
3
Bienen kommunizieren mit Tanz - eine der elegantesten Lehrstücke der Verhaltensbiologie.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank5 Punkte

Aufgabenstellung

Erläutere das Sozialverhalten der Honigbienen am Beispiel des Bienentanzes.

Deine Antwortwird nicht automatisch bewertet

Typische Fehler

Altruismus rein moralisch interpretiert - in der Biologie hat es genetische Hintergründe.
Bienentanz nur als "Rundtanz".
Pheromone mit Hormonen verwechselt - Pheromone wirken zwischen Individuen.

Aktive Wiederholung

Erkläre am Bienentanz, wie Honigbienen die Lage einer Futterquelle kommunizieren.

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Quellen: von Frisch K (1967) The Dance Language and Orientation of Bees (Harvard University Press)

Prägung, sensible Phasen und Lernformen#

BasisBIO-Ver-7.2

Nicht alles Lernen läuft gleich ab - es gibt eine ganze Hierarchie von Lernformen (). Eine besondere Stellung nimmt die Prägung ein: eine an eine sensible (kritische) Phase gebundene Lernform, deren Ergebnis weitgehend irreversibel ist. Was in diesem schmalen Zeitfenster gelernt wird, bleibt ein Leben lang.

Überblick der Lernformen

Abb. 4Lernen gliedert sich in nicht-assoziative, assoziative und komplexe Formen.

Das klassische Beispiel ist die Objektprägung (Nachfolgeprägung): Konrad Lorenz’ Graugänse folgen dem ersten bewegten Objekt nach dem Schlüpfen - normalerweise der Mutter, im Experiment auch Lorenz selbst. Die sensible Phase dauert nur Stunden bis wenige Tage.

Eine zweite Form ist die sexuelle Prägung: Die Wahl des späteren Geschlechtspartners orientiert sich am Aussehen der Bezugstiere der Jugend. Das hat praktische Folgen für Zucht und Auswilderung - von Menschen aufgezogene Tiere können fehlgeprägt sein und finden später keinen arteigenen Partner.

Die einfachsten Lernformen sind nicht-assoziativ. Bei der Habituation (Gewöhnung) lässt eine Reaktion nach, wenn ein Reiz wiederholt und folgenlos auftritt - das spart Energie, indem Harmloses ignoriert wird. Wichtig: Das ist ein echter Lernvorgang, keine blosse Ermüdung.

Den Gegenpol bildet die Sensitivierung: Nach einem bedeutsamen, etwa schmerzhaften Reiz wird die Reaktion sogar verstärkt, das Tier wird wachsamer. Habituation und Sensitivierung sind die beiden Grundformen des nicht-assoziativen Lernens.

Höhere Leistungen sind das Lernen durch Versuch und Irrtum (Trial and Error, Thorndike) und das Einsichtslernen (Köhler): Sein Schimpanse Sultan stapelte Kisten, um an hochhängende Bananen zu kommen - ohne vorheriges Ausprobieren, also durch plötzliches „Verstehen" des Zusammenhangs.

Wird erlerntes Verhalten sozial weitergegeben, spricht man von Tradierung oder tierischer Kultur: Das Kartoffelwaschen japanischer Makaken oder der Werkzeuggebrauch von Schimpansen verbreiten sich durch Beobachtung in der Gruppe und über Generationen - ein Brückenschlag vom individuellen Lernen zur Kultur.

Musterbeispiel

Lernformen erkennen

Ordne die Lernform zu: (a) eine Schnecke zieht sich bei wiederholtem, folgenlosem Antippen immer seltener zurück, (b) ein Gänseküken folgt dem Tierpfleger, (c) ein Schimpanse stapelt Kisten, um an Bananen zu kommen.

(a) Schnecke
Nachlassende Reaktion auf einen wiederholten, harmlosen Reiz -> Habituation (nicht-assoziativ).
(b) Gänseküken
An eine sensible Phase gebundene, kaum löschbare Bindung an ein Objekt -> Prägung (Nachfolgeprägung).
(c) Schimpanse
Plötzliche Problemlösung ohne Versuch und Irrtum -> Einsichtslernen (Köhler).

Ergebnis: Habituation ist die einfachste Lernform, Prägung ist phasengebunden und irreversibel, Einsicht eine höhere kognitive Leistung - drei sehr unterschiedliche Mechanismen.

Schritt-für-Schritt Erklärung2 Schritte

1
Prägung hat ein Zeitfenster - was darin gelernt wird, bleibt ein Leben lang.
Überblick der Lernformen
Abb.Lernen gliedert sich in nicht-assoziative, assoziative und komplexe Formen.
2
Habituation spart Energie: was harmlos ist, ignoriert das Tier irgendwann.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank5 Punkte

Aufgabenstellung

Erkläre den Begriff der Prägung und grenze ihn von der klassischen Konditionierung ab. Warum ist die sensible Phase bei Wiederansiedlungsprojekten relevant?

Deine Antwortwird nicht automatisch bewertet

Typische Fehler

Prägung mit klassischer Konditionierung gleichgesetzt (Prägung ist phasengebunden und kaum löschbar).
Habituation als Ermüdung statt als Lernvorgang gedeutet.
Sensible Phase als beliebig nachholbar dargestellt.

Aktive Wiederholung

Erläutere den Begriff der sensiblen Phase und begründe, warum Prägung für Wiederansiedlungsprojekte (z.B. Waldrapp) ein Problem darstellen kann.

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Orientierung, Navigation und Wanderungen#

VertiefungBIO-Ver-7.1BIO-Ver-7.3

Tiere müssen sich in ihrer Umwelt orientieren - vom einfachen Hinwenden zu einem Reiz bis zur tausende Kilometer langen Wanderung. Die einfachsten Reaktionen sind Taxien: gerichtete Ortsbewegungen relativ zu einem Reiz. Eine Mücke fliegt zum Licht (positive Phototaxis), ein Pantoffeltierchen schwimmt vom Schadstoff weg (negative Chemotaxis); auch Geo- und Thermotaxis gibt es.

Davon abzugrenzen sind Kinesen: ungerichtete Änderungen der BewegungsAKTIVITÄT in Abhängigkeit von der Reizintensität. Asseln bewegen sich in trockener Luft schneller und in feuchter langsamer - dadurch sammeln sie sich, ohne die Richtung zu „kennen", in der feuchten Zone. Der Unterschied Taxis/Kinese (gerichtet vs. ungerichtet) ist prüfungsrelevant.

Für weite Strecken nutzen Tiere echte Kompasssysteme (). Der Sonnenkompass verbindet den Sonnenstand mit einer inneren Uhr, die die Wanderung der Sonne über den Tag ausgleicht - sonst würde die Richtung mit der Tageszeit driften. Bienen und tagziehende Vögel nutzen ihn.

Orientierungssysteme der Tiere

Abb. 5Die wichtigsten Kompass- und Navigationssysteme mit ihrer physikalischen Grundlage und einem Beispiel.

Zugvögel besitzen zusätzlich einen Magnetkompass. Bemerkenswert ist, dass es ein Inklinationskompass ist: Er liest nicht die Polrichtung, sondern den NEIGUNGSwinkel der Feldlinien gegen die Erdoberfläche. Versuche mit künstlich gedrehten Magnetfeldern haben das eindrucksvoll belegt.

Nachtzieher orientieren sich am Sternkompass: Sie lesen nicht einzelne Sterne, sondern die Rotation des Sternenhimmels um den Polarstern. Stephen Emlens Trichterversuche, in denen Vögel ihre Sprungrichtung auf Farbpapier hinterlassen, zeigten dies unter einem Planetariumshimmel.

Der Vogelzug selbst ist eine Kombination aus angeboren und erlernt: Jungvögel tragen ein angeborenes Zugprogramm (Richtung und ungefähre Dauer) in sich, lernen aber konkrete Landmarken und bei manchen Arten (Kranich, Gans) die genaue Route von erfahrenen Alttieren - eine Tradierung der Zugroute.

Eine ganz andere Lösung ist die aktive Echoortung (Biosonar) der Fledermäuse und Zahnwale: Sie senden Ultraschall aus und berechnen aus Laufzeit und Richtung der Echos ein „Hörbild" ihrer Umgebung - Orientierung und Beutejagd in völliger Dunkelheit.

Musterbeispiel

Orientierung eines Nachtziehers

Ein nachts ziehender Singvogel fliegt bei klarem Himmel zielsicher nach Süden. Welche Orientierungssysteme nutzt er, und was geschieht bei bedecktem Himmel?

Sternkompass
Bei klarem Himmel orientiert er sich an der Rotation des Sternenhimmels um den Polarstern (Emlen-Trichter-Versuche).
Sonnenkompass
In der Dämmerung dienen der Sonnenuntergang und die innere Uhr zur Eichung der Richtung.
Magnetkompass
Bei bedecktem Himmel fällt der Sternkompass aus - der Inklinationskompass (Neigung des Erdmagnetfelds) übernimmt.
Zusammenspiel
Die Systeme sind redundant und eichen einander; fällt eines aus, sichern die anderen die Richtung.

Ergebnis: Der Vogel nutzt Stern-, Sonnen- und Magnetkompass parallel. Diese Redundanz macht die Navigation robust - selbst ohne Sternsicht hält er Kurs.

Schritt-für-Schritt Erklärung2 Schritte

1
Taxis hat eine Richtung, Kinese nur eine Geschwindigkeit.
Orientierungssysteme der Tiere
Abb.Die wichtigsten Kompass- und Navigationssysteme mit ihrer physikalischen Grundlage und einem Beispiel.
2
Zugvögel tragen mehrere Kompasse - Sonne, Sterne und Erdmagnetfeld ergänzen sich.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank5 Punkte

Aufgabenstellung

Unterscheide Taxis und Kinese und erläutere, mit welchen Kompasssystemen Zugvögel ihre Richtung bestimmen.

Deine Antwortwird nicht automatisch bewertet

Typische Fehler

Taxis und Kinese verwechselt (Kinese ist ungerichtet).
Magnetkompass als Polaritäts- statt Inklinationskompass beschrieben.
Vogelzug rein als erlernt oder rein als angeboren dargestellt.

Aktive Wiederholung

Analysiere, mit welchen drei Orientierungssystemen ein nachts ziehender Singvogel seine Zugrichtung bestimmt.

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.

Fortpflanzungs-, Balz- und Brutpflegeverhalten#

StandardBIO-Ver-7.3

Fortpflanzung ist der Punkt, an dem die Selektion am unmittelbarsten ansetzt - kein Wunder, dass dafür eigene, oft auffällige Verhaltensweisen entstanden sind. Das Balzverhalten bündelt mehrere Funktionen: Es sichert die Arterkennung (kein Fehlpaaren mit der falschen Art), ermöglicht die Partnerwahl und synchronisiert die Paarungsbereitschaft. Beispiele sind die Stichlingbalz, das Pfauenrad und der Vogelgesang.

Hinter der Balz steht die sexuelle Selektion, die in zwei Formen wirkt (vgl. Thema Evolution): die intrasexuelle Selektion - meist Kämpfe zwischen Männchen um den Zugang zu Weibchen (Geweihe, Imponieren) - und die intersexuelle Selektion - die Partnerwahl, bei der meist die Weibchen wählen und damit die Merkmale der Männchen formen.

Warum aber wählen Weibchen oft gerade aufwändige, scheinbar hinderliche Merkmale? Das Handicap-Prinzip (Zahavi) erklärt es: Ein langer Schwanz oder ein riesiges Rad ist teuer und riskant - nur ein wirklich fittes Tier kann sich das leisten. Das Merkmal ist daher ein EHRLICHES Signal für gute Gene, das sich nicht fälschen lässt.

Wie Tiere ihre Fortpflanzung organisieren, fasst man in Paarungssystemen zusammen (): Monogamie (ein Partner, oft mit gemeinsamer Brutpflege), Polygynie (ein Männchen, mehrere Weibchen), Polyandrie (ein Weibchen, mehrere Männchen) und Promiskuität (wechselnde Partner). Welches System sich durchsetzt, hängt vom Brutpflegeaufwand und der Verteilung der Ressourcen ab.

Paarungssysteme

Abb. 6Die vier Grundformen der Paarungssysteme mit Bedeutung und Beispiel.

Eng damit verknüpft ist der Elternaufwand: r-Strategen investieren wenig pro Nachkomme, setzen aber auf viele Nachkommen; K-Strategen investieren viel in wenige (vgl. Thema Ökologie). Je höher der nötige Aufwand pro Jungtier, desto eher lohnen sich Monogamie und geteilte Brutpflege.

Selbst innerhalb der Familie sind die Interessen nicht deckungsgleich: Der Eltern-Nachkommen-Konflikt entsteht, weil ein Jungtier mehr Investition „fordern" möchte, als für die Eltern - die auch in weitere Nachkommen investieren wollen - optimal ist; sichtbar etwa beim Streit ums Entwöhnen.

Ein Extremfall ist der Brutparasitismus: Der Kuckuck legt seine Eier in fremde Nester, der Wirt zieht den Parasiten auf. Das treibt ein koevolutionäres Wettrüsten an - Wirte lernen, fremde Eier zu erkennen, der Kuckuck antwortet mit immer perfekterer Eimimikry. Brutparasitismus ist also keine Symbiose, sondern eine Ausbeutung.

Musterbeispiel

Pfauenrad - sexuelle Selektion analysieren

Das riesige Pfauenrad behindert die Flucht und kostet Energie. Warum setzt es sich trotzdem durch? Ordne den Selektionstyp zu.

Konflikt erkennen
Die natürliche Selektion müsste ein hinderliches Merkmal eigentlich benachteiligen.
Intersexuelle Selektion
Pfauenhennen bevorzugen Männchen mit grossem, symmetrischem Rad - die Partnerwahl treibt das Merkmal (intersexuelle Selektion).
Handicap-Prinzip
Gerade weil das Rad teuer ist, kann es sich nur ein gesundes Tier leisten - es ist ein ehrliches Signal für gute Gene (Zahavi).
Bilanz
Der Fortpflanzungsvorteil durch mehr Paarungen übertrifft den Überlebensnachteil.

Ergebnis: Das Pfauenrad ist ein Produkt der intersexuellen Selektion: Der Paarungsvorteil schlägt den Überlebensnachteil, und das Handicap macht das Signal glaubwürdig.

Schritt-für-Schritt Erklärung2 Schritte

1
Balz ist mehr als Show - sie sichert Arterkennung und Partnerwahl.
Paarungssysteme
Abb.Die vier Grundformen der Paarungssysteme mit Bedeutung und Beispiel.
2
Ehrliche Signale sind teuer: nur ein gesunder Pfau trägt ein riesiges Rad.

SRDP-Aufgaben

SelbsttestAus der Fragenbank5 Punkte

Aufgabenstellung

Unterscheide intra- und intersexuelle Selektion und erkläre mit dem Handicap-Prinzip, warum aufwändige Merkmale wie das Pfauenrad entstehen.

Deine Antwortwird nicht automatisch bewertet

Typische Fehler

Sexuelle Selektion mit natürlicher Selektion gleichgesetzt.
Balz nur als Imponiergehabe ohne Funktion der Arterkennung gedeutet.
Brutparasitismus mit Symbiose verwechselt.

Aktive Wiederholung

Erläutere am Pfauenrad das Handicap-Prinzip und ordne es der intersexuellen Selektion zu.

Aktiv abrufen

Erinnere dich an die Kernpunkte — dann aufdecken.