Verhaltensbiologie (Subject) / Teil II (Lesson)

Verhaltensgenetik

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• Methoden der Verhaltensgenetik Kreuzungsexperimente durchführen Künstlich Mutanten herstellen Selektive Züchtung
• Domestikation Züchten in Menschenobhut, natürlichen Auslese (natürliche Selektion) --> künstlicheZuchtwahl (artifizielle Selektion) Merkmalen von ihrer wild-lebenden Stammform unterscheiden (Domestikationsmerkmal) Domestikationsprozesse: nicht Verlust oder Neuerwerb von Verhaltensweisen, sondern --> Änderung der Häufigkeit und Veränderung der Schwelle, die zur Auslösung führen
• Domestikationsmerkmale • verstärkte Variabilität bzgl. Körpergröße, Körpergestalt, Färbung• Abnahme des Hirngewichtes• Reduktion aggressiven Verhaltens• Reduktion der Aufmerksamkeit• Zunahme von Sexualverhaltensweisen• Zunahme der Vokalisation
• Verhaltensmutanten z.B. Mutation im "clockgen" --> Verschiebung der Tagesrythmen
• Von der Punktmutation zu aggressivem Verhalten   Gen Punktmutation  z.B. Monoaminoxydase A (nicht expremiert) (Enzym der Biosynthese des Serotonins --> baut dieses ab) Serotoninmetabolismus (verändert im ZNS) Aggressives Verhalten
• Knockout–Organismus: Ein Knockout-Organismus ist ein Lebewesen, bei dem mittels einer gentechnischenVeränderung gezielt ein oder mehrere Gene deaktiviert wurden.
• Verhaltenssysteme, an denen einzelne Gene (an der Steuerung) beteiligt sind • tagesrhythmisches Verhalten• Aggressionsverhalten• Sexualverhalten• mütterliches Verhalten• Paarbildungsverhalten• Lernverhalten• angstähnliches Verhalten
• Transgener-Organismus: Ein transgener Organismus ist ein gentechnisch verändertes Lebewesen, das inseinem Genom zusätzliche Gene aus anderen Arten enthält.
• Transgenes Mausmodell der Alzheimer-Erkrankung Beta-Amyloidablagerungen (‚Plaques‘) in Cortex und Hippocampus Gen-Umwelt Interaktion --> Kognitive Leistung; Ratten werden in reizamrmen oder in reichhaltigen Umgebungen gehalten in reichhaltigen Umgebung werden (evt.) mehr Nervenzellen gebildet Reduktion der Plaques in reichhaltiger Umgebung --> trotz schwerer Alzheimererkranung, schlägt es sich nicht auf das Verhalten wieder
• Tagesrythmen circadianer Rhytmus: wenn Außenreize wegfallen, ist der Rhytmus nur noch ca. 24 Stunden, daher verschieben sich die Tagesryhtmen (Folie 28) Menschen: 26 1/2 Stunden
• Die "innere Uhr" Umweltbedingungen (wie hell/d dunkel) --> wirken auf sensorische Rezeptoren ("Stellen der Uhr") --> diese auf die innere Uhr ("gentischer Schrittmacher (pacemaker)") --> Lokomotation, Fressen, Hormonausschüttung ("beobachtbare Rhythmen) bei Menschen befindet sich der Schrittmacher der circadianen Uhr in einem paarigen Kerngebiet des vorderen Hypothalamus
• Jahresrhytmen endogener Jahresrythmus vorhanden, der durch Tagestlichtlänge und innere Uhr bestimmt wird Aufgrund der Vorhersagbarkeit jahreszeitlicher Veränderungen der Umweltbedingungen verlassen sich davon betroffene Tiere auf eine endogene circannuale Uhr.
• Vogelzug Genetik der Zugunruhe --> bei Kreuzungen sieht man, das die Zugunruhe genetisch bedingt ist Vektoren-Navigationshypothese --> es ist angeboren, in welche Richtung und wann die Grasmücken fliegen (Winterquartier wird gefunden über einen Vektor, der sich aus ererbter Zugrichtung und genetisch determinierten Zeitprogramm zusammen setzt. Vogel ist so lange zugaktiv, wie zur Bewältigung der Zugstrecke erforderlich ist) --> Anlage-Umwelt-Interaktion
• Woher wissen Tiere, wie sie sich richtig zu verhalten haben? • durch Instinkt• durch Lernen
• Instinkt und Lernen Grabwespe: lernt "Eltern" nicht kennen --> vorwiegend Instinkte Löwe: Junge kann ohne Mutter nicht überleben --> vorwiegend Lernen Instinktives Verhalten kann durch Erfahrung modifiziert werden. --> Mauswiesel: Instinkt--> Maus fangen, Lernen --> Wie töte ich die Maus "gut"?
• Vogelgesang Gesang ist angeboren, aber nicht "wie", unter unnatürlicher Aufzucht ist der Gesang anders wird in sensibler Phase gelernt --> Veränderung des genetischen Grundmusters
• Pränatale Beeinflussung des Verhaltens Sexuelle Differenzierung bei Reptilen (Bruttemperatur bestimmt Geschlecht) Trottellumme: schon präntatale Bindung, durch akustische Signale Verhaltensmaskulinisierung: trächtige Meerschweinchen --> stabile Umwelt instabile/stressige Umwelt  --> Töchter zeigen Verhaltensweisen, die eher den Männchen zu eigen sind Unterschiedliche Umwelten beeinflussen den Hormonhaushalt der Mütter Androgenrezeptoren im Hypothalamus (mediale präoptische Region) --> ist verändert Laktationsphase hat keinerlei Bedeutung Stressor (instabile soziale Umwelt) --> ZNS --> Nebenniere (Glukokortikoide, Androgene,Catecholamine) --> Zirkulation dieser Hormone im Blut der Mutter --> durch die Plazenta zum Foetus --> Auswirkungen auf die Geschlechtsdifferenzierung
• Maskulinisierte Töchter und infantilisierte Söhne (Meerschweinchen) Hohe Populationsdichte = instabile soziale Umwelt: Maskulinisierte Töchter besser angepasst als nicht-maskulinisierte Töchter Niedrige Populationsdichte = stabile soziale Umwelt: Nicht-maskulinisierte Töchter besser angepasst als maskulinisierte Töchter Epigenetische Programmierung durch maternale Effekte “Adaptive Predictive Response Hypothesis“:  Umwelt --> Mutter --> Nachkomen --> Umwetl
• Frühe postnatale Beeinflussung des Verhaltens mütterliches Verhalten bei Ratten: viel: geringere hormonelle Stressreaktion, geringere Ängstlichkeit, verbesserte kognitive Fähigkeiten --> Mechanismus: Mütterliches Verhalten verändert die Genexpression in spezifischen Gebieten des limbischen Systems / maternale Programmierung -->Nicht-genomische Weitergabe von Verhaltensmerkmalen über Generationen (non-genomic transmission / epigenetic inheritance) --> stabile Veränderung der Genexpression (insbesondere von Hormonrezeptorgenen (durch Methylierung).
• Beeinflussung des Verhaltens während der Adoleszenz Unterschiedliche Verhaltensweisen bei Tieren die in isolation, paarweise und in einer Kolonie aufgewachsen sind.  z.B. eskallierter Kampf tritt bei einzeln aufgewachsenen Tieren deutlich häufiger auf (wenn in Kolonie gesetzt)
• Evolution durch natürliche Selektion Evolution des Verhaltens Darwin 1. Auf der Erde hat eine Evolution stattgefunden.2. Triebfeder aller evolutionären Änderung ist die natürliche Selektion. Nach Darwin basiert die Evolution auf:1.erblicher Variation (hervorgerufen durch Mutation & Rekombination)2. differentiellem reproduktiven Erfolg
• Was bestimmt Unterschiede im Fortpflanzungserfolg? Darwins Überlegungen basierten auf zwei Befunden:1. Die Individuenzahl der meisten Tierarten ist über Generationen hin weitgehend konstant.2. Jede Tierart ist in der Lage, unverhältnismäßig mehr Nachkommen zu produzieren, als zum Aufbau einer gleichgroßen Folgegeneration benötigt werden.
• Das Wirken der natürlichen Selektion Sofern Merkmale, die das Überleben und den Fortpflanzungserfolgverbessern, genetisch bedingt sind, werden sich diese im Genpoolder Population durchsetzen. Dieser Vorgang der natürlichenSelektion ist der Mechanismus, der eine Population immer besseran seine Umwelt anpasst. Tiere sind durch das Wirken der natürlichen Selektion so „programmiert“,dass Kopien der eigenen Gene mit maximaler Effizienz in die nach-folgenden Generationen weiter gegeben werden.
• altruistisches Verhalten --> bei manchen Tiergruppen spricht gegen " das weitergeben der eignene Gene mit maximaler Effizienz) reproduktiver Altruismus:  Dabei verzichten Individuen für begrenzte Zeit oder permanent auf eigene Fortpflanzung und helfen anderen Artgenossen bei der Aufzucht ihrer Jungen.
• Evolution altruistischen Verhaltens (William Hamilton) - Gesamtfitness = direkte Fitness + indirekte Fitness- Bedingung unter der „altruistisches“ Verhalten evoluieren kann: KA < NE x r(K = Kosten für den AltruistenN = Nutzen für den Empfängerr = Verwandtschaftsgrad zwischen Altruist und Empfänger) Verwandschaftsgrade bei haplodiplodien Arten                      Mutter       Vater    Schwester  Bruder   Sohn   Tochter   Nichte oder Neffe Weibchen      0,5           0,5            0,75         0,25       0,5         0,5           0,375  Männchen     1,0               0           0,5             0             0          1,0          0,25 Verwandtenselektion: Tiere sind durch das Wirken der natürlichen Selektion so„programmiert“, dass Kopien der eigenen Gene mit maximaler Effizienz in die nachfolgenden Generationen weiter gegeben werden. Wenn sie sich scheinbar altruistisch zum Wohle anderer Individuen verhalten, so verfolgen sie auch hierbei letztlich eigene egoistische Interessen.
• Infantizid das Töten von Nachkommen der eigenen Art.
• Selektion Gruppenselektion (Lorenz)= Tiere verhalten sich zum Wohle der Art Verwandtenselektion (Hamilton) ist ungleich zu Darwin: Einzelselektion

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