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E&E (Subject) / Dawkins (Lesson)
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- Definition Alturismus Vergrößerung des Wohlergehens eines Organismus auf Kosten des eigenen Wohlergehens
- Definition Egoismus Vergrößerung des eigenen Wohlergehens auf Kosten des Wohlergehens eines anderem Organismus
- Eigenschaften Gene Egoismus Skrupellosigkeit -> Wollen überleben und sich fortpflanzen -> Nutzen dazu Überlebensmaschinen (alle Formen von Lebewesen)
- Evolutionstheorie nach Darwin "survival of the fittest" Ausgangspunkt: Variabilität im Phänotypen der Nachkommen; einige sind somit besser an die Umwelt angepasst und einige schlechter -> es überleben die, die am besten angepasst sind! Adaption = Prozess bei dem sich Individuen über mehrere Generationen hinweg an die Umwelt anpassen
- Welche Theorien gibt es zur Selektion? Artenselektion Individuumsselektion Genselektion
- Artenselektion Annahme, dass Indivuduen am Überleben und Fortbestehen der eigenen Art interessiert sind. Es müsste also nur Verhalten geben, dass förderlich für die Art ist. FALSCH: Beispiele wie Löwen die bei Haremsübernahme alle Nachkommen des vorherigen Paschas töten. Gegenargument Dawkin: wenn nur ein Individuum in einer alturistischen Gruppe egoistisch wird, so setzt dieses sich gegen alle anderen durch und hat so einen Vorteil. Das würde heißen, dass es in der nächsten Generation mehr egoisitische Individuuen gibt, die wiederum auf Kosten der alturistischen ihre Fitness erhöhen. Am Ende wäre es eine Gruppe, die nur noch aus egoistischen Individuuen besteht
- Individuumsselektion Annahme, dass es einem Individuum immer nur um das eigene Überleben geht. "Man ist sich selbst am nächsten" -> Es dürfte also kein Verhalten geben, dass dem Individuum nützt, dem Genpool aber schadet FALSCH: Bsp. Altruismus gegenüber nahen Verwandten etc.
- Genselektion Die fundamentale Einheit der Selektion ist das Gen, dementsprechend ist das Ziel jedes Indivuduums seine Gene soweit wie möglich im Genpool zu verbreiten. Gene sind egoisitisch und leiten die Individuuen (also ihre Überlebensmaschinen) dazu an, alles für die Verbreitung der Gene zu tun. -> Grund für Altruismus gegenüber nahen Verwandten
- Überleben des Stabilen Wohl die frühste Form von Selektion: stabile Gebilde vs. instabile Survial of the fittest ist nur eine Sonderform davon -> muss per Definition geschehen und hat somit keine Absichten und Wünsche
- Schritte bei der Entstehung des Lebens aus der Ursuppe 1. Ursuppe mit Aminosäuren, Basen etc. 2. Moleküle die sich bilden (stabile haben hier einen Vorteil) 3. Entstehung von Replikatoren 4. Bau von Vehikeln um die Replikatoren herum 5. Immer komplexere Vehikel, die dann zu Überlebensmaschinen werden
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- Was sind Replikatoren? Meoleküle, die Kopin von sich selbst herstellen können. Entstehung dadurch, dass innerhalb der Ursuppe sich gleiche "Bausteine" anziehen -> Synthetisierung einer identischen Kopie (entweder positive oder negative Kopie möglich)
- Eigenschaften von Replikatoren breiten sich schnell aus bei häufiger Kopie entstehen Kopiefehler, die zu Variabilität führen (instabil vs stabil) Selektion von Langlebigkeit Kopiergenauigkeit Fruchtbarkeit
- Warum sind Vehikel entstanden? Konkurrenz der Replikatoren um "Bausteine" der Ursuppe (Ressourcenknappheit) Stabile Replikatoren im Vorteil; Entwicklung von Varianten, die in der Lage sind die Stabilität von anderen Replikatoren zu verminden um danach ihre Bausteine nutzen zu können -> Aufbau von chemischen und physiologischen Schutzmechanismen (= Vehikel um die Replikatoren) -> Vehikel stellen also einen Schutz vor Gegner dar, sodass es zu einer Selektion von immer besseren Vehikeln kommt aus denen sich später komplexe Lebewesen entwickelt haben
- Was ist ein Cistron Abschnitt des Gens, der für ein bestimmtes Protein kodiert
- Funktionsweise der DNA Selbstreplikation (nur genetische Code vererbbar; nicht die Erfahrungen) führt zur Herstellung von Körpern -> Repliktoren sichern also ihren Fortbestand durch die Herstellung von "guten" Babys (hier greift die natürliche Selektion) Wichtig! Gene sind nur im Zusammenhang mit anderen Genen sinnvoll, sie werden also gemeinsam selektiert, da sie alle an das Überleben des gemeinsamen Körpers gebunden sind
- Zusammenarbeit der Gene Gen = Faktor für ein Merkmal (Umweltbedingen wichtig!) andere Gene sind Umweltfaktoren für das Gen, mit denen sie entweder gut oder schlecht zusammen arbeiten können (Gene müssen also funktionell zusammen passen) Allele sind Rivalen, da in jeder Überlebensamschine immer nur eins von ihnen wirken kann -> gute Gene führen auf lange Sicht zum Überleben und zur guten Reproduktivität
- Medawers Theorie über Sterblichkeit Alterstod als alturistischer Tod, da man im hohen Alter keine Reproduktion mehr betreibt und somit dem Genpool nichts mehr nützt und nur Ressourcen verbraucht. Tod auf Grund von spätwirkenden letalen Genen, die sich durchsetzen können, da im Alter kein Selektionsdruck mehr herrscht (hat keinen Einfluss auf die Fitness)
- Rolle der Sexualtität für die Weitergabe von Genen Chromosomempaare mit jeweils zwei Allelen, die für das gleiche Merkmal codieren (meist setzt sich nur eins davon durch) Durch geschlechtliche Fortpfanzung werden Allele immer wieder neu zusammengestellt -> höhere Variabilität Crossing-over: Austausch von Chromosomenmaterialen während der Meiose Grund für Mischformen aus mütterlichen und väterlichen Allelen keine Rücksichtnahme von Cistrone -> Verändert die Gene
- Warum gibt es Sex? Nachteil: nur 50% der Gene können an die Nachkommen weitergegeben werde + hoher Aufwand (für die Gesamtheit der eigenen Gene also ein Nachteil) Grund: es gibt ein Gen, dass für sexuelle Fortpflanzung kodiert. Dem Gen ist es vollkommen egal was das für das Individuum oder die anderen Gene bedeutet -> es gibt also sexuelle Fortpflanzung einfach nur, weil es für dieses eine Gen einen Vorteil bietet und es sich so stabil ausbreiten kann (das gleiche gilt für das Gen für Crossig over)
- G.C. William: Was ist ein Gen? "Ein Gen definiert sich als ein beliebiges Stück Chromosomenmaterial, welches potentiell so viele Generationen überdauert, dass es als Einheit der natürlichen Auslese dienen kann" -> also Bereiche, die nicht oft von Crossing-over getrennt werden -> kleine Einheiten Je kleiner die genetische Einheit, desto länger wird sie leben
- Beispiel der Mimikry Eine Art immitiert genau eine oder zwei andere Arten in ihem Aussehen, dabei gibt es keine Zwischenformen Grund: Zwei Gengruppen haben je das gemsamte Cistron für Typ A oder Typ B. Beide Verhalten sich wie Allele und werden nur selten getrennt
- Natürliche Selektion von Genen Selektion = unterschiedliches Überleben von Gebilden Vorraussetzung: jedes Gebilde muss in mehreren Kopien bestehen und den signifikanten Evolutionszeitrau (Dauer abhängig von Selektionsdruck) überleben -> Gene sind unsterblich -> Gene altern nicht -> Gene sind nicht einzigartig
- Überlebensmaschinen eine Gesamteinheit, die gemeinsam fühlt und funktioniert. -> Gene die gut zusammenarbeiten und somit eine sinnvolle Einheit bilden
- Wie steuern Gene unser Verhalten? Notwendigkeiten: rasche Bewegungen (reversibe, schnell, wiederholbar); Abstimmung der Bewegungen (zeitlich, mit der Außenwelt); chemische Energie muss in Bewegungsenergie umgewandelt werden Steruerung durch negative Rückkopplung nicht möglich: Idee, dass der Soll und der Iist Zustand gemessen und daraufhin angeglichen wird Bewusstsein nicht nötig Problem: zu langsam Indirekte Steuerung durch Programmierung: Gene geben uns Ratschläge und Strategien mit die unser Verhalten leiten sollen -> Gene haben die Entscheidung über die Taktik -> Das Nervensystem kooridiniert mit der Umwelt und entscheidet, was als nächstes zu tun ist
- Warum haben wir Gehirne und kognitive Funktionen? Haben sich als Selektionsvorteil erwiesen Lernfähigkeit sorgt dafür, dass die Programmierung der Gene (die sehr allgemein ist) an die Umweltbedingungen angepasst werden kann Die Fähigkeit der mentalen Simulation fördert das Überleben (mögliche Gefahren schneller erkannt) und hilft uns so bessere Entscheidungen zu treffen, welche auf mentalem Durchspielen verschiedener Situationen beruht.
- Wie beeinflussen sich Individuen gegenseitig? interspezifische Beziehungen: Parasiten/ Wirt Räuber/ Beute -> allgmein weniger Konkurrenz intraspezifische Beziehungen Konkurrenz um Ressourcen (da sie die selben benötigen) Reproduktion und somit Konkurrenz um Ressource Weibchen -> allgemein mehr Konkurrenz
- Austragung von Interessekonflikten Kampf auf Leben und Tod nicht immer sinnvoll Kann auch anderen Konkurrenten helfen hohe Zeit und Energiekosten -> Kosten Nutzen Rechnung
- Symmetrische Auseinandersetzungen (Strategien) unbedingte Strategien: Taube oder Falke Taube (keine wird verletzt, Kampf durch anstarren) Falke (Kampf bis einer schwer verletzt ist) -> Jedes Individuum kann beides sein und mal Taube oder Falke, auf Dauer ist eine Population in der nur eine der Strategien vorkommt instabil bedingte Strategien: ABHÄNGIG VOM VERHALTEN DES GEGNERS Angeber (tut so als wäre er ein Falke und hofft, dass der Gener abhaut) Vergelter (Verhält sich entsprechend der Strategie des Gegenübers;; greift nie zuerst an) Probierfreudiger Vergelter -> probierfreudiger Vergelter geht in Simulationen als Gewinner hervor
- Asymmetrische Auseinandersetzungen Unterschiede bei Körpergröße und Stärke (einer der beiden gewinnt wahrscheinlicher als der andere) Wert des Preises (Mahlzeit vs. Leben) Ansäßiger oder Eindringling (Wer war zuerst da?) Es haben sich hier Strategien entwickelt an die sich alle Tiere zu halten scheinen "Greif an wenn du stärker bist" "Riskiere mehr wenn der Preis für dich höher ist" "Greif an wenn die der Ansäßige bist" -> es gibt jeweils zwei mögliche Strategie, eine war dabei zuerst in der Mehrzahl und hat sich deswegen durchgesetzt
- Was ist ein ESS? "Strategie, die sich der Mehrzahl der Angehörigen einer Population zu eigen macht ud die von keiner anderen Strategie übertroffen werden kann." unbewusste Handlung vorprogrammiert Abweichungen werden bestraft
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- Welche ESS entwickeln sich? Gleichgewicht zwischen zwei in der Population konkurrierenden Kampfstrategien (Taube vs Falke) nicht das, was für alle am besten ist, sondern das, was nicht von einer abweichenden Strategie ausgenutzt werden kann führt zu stabilen Polymorphismus
- Dominanzherachien bei spezifischer Erinnerung an vorherige Kämpfe -> ich weiß, dass ich gegen den keine Chance hab und fordere ihn deswegen auch nicht mehr heraus führt zu weniger Kämpfen ist ein ESS
- Was ist bei unspezifischen Erinnerungen an vorherige Kämpfe? Anpassung der Strategie an die bisherigen Erfolge -> wenn ich bisher immer verloren habe, greif ich nicht mehr an, da ich wahrscheinlich nur Verluste davon haben werde
- Verwandschaftsgrad Wahrscheinlichkeit, dass zwei Verwandte ein Gen gemeinsam haben Fokus auf jüngsten gemeinsamen Vorfahren Generationsabstand sind die Stufen die man innerhalb des Stammbaum zwischen den beiden Individuuen und ihrem letzten gemeinsamen Vorfahren hat Formel: Verwandschaftsgrad = Anzahl der gemeinsamen Vorfahren * 0.5 Generationsabstand -> Tiere schätzen dies unbewusst
- Verwandtschaftsselektion Form der Genselektion, da man Altruismus gegenüber nahen Verwandten (die ein Teil meiner Gene tragen) unterstützt. -> Kosten Nutzen Rechnung Trennung zwischen Familie und Nicht-Famile für Tiere jedoch nicht immer klar!
- Wie könnte man anhand der Verwandtschaftsselektion die Adoption von Kindern erklären? Fehlfunktion des Reflexes für hilfsbereitschaft gegenüber Kindern. Wir haben ein sogenannten Kindchenschema das dafür sorgt, dass wir unsere Nachkommen unterstützen. Da wir nicht immer sicher sind ob wir wirklich mit jemandem Verwandt sind kann es sein, dass dies nun auch bei fremden Kindern greift
- Woran erkennen Tiere ihr Verwandten? kontextbasierte Diskriminierung -> Tiere in meiner Nähe sind wahrscheinlich mit mir verwandt Diskriminierung basierend auf Ähnlichkeit -> sensorische Hinweise die gelernt wurden phänotypischer Vergleich genetische Systeme (Gen, dass eine Kopie von sich selbst im anderen Körper erkennt und dafür sorgt, dass ihm dann geholfen wird) -> sehr viel verlangt von einem Gen ! Tiere können sich nie 100% sicher sin, dass es sich um ihre Nachkommen handelt?
- Faktoren für Altruismus 1. Verwandtschaftsgrad 2. Gewissheit 3. Nutzen für das Gen (Reproduktionswahrscheinlichkeit)
- Altruismusgen? "Es gibt sogenannte Alturismus-Gene, welche dafür sorgen, dass Individuuen, die wahrscheinlich auch das Gen tragen (also Verwandten), geholfen wird, sodss sich das Gen im Genpool ausbreitet." -> Gene wollen nicht bewusst überleben oder den anderen Genen helfen, Altruismus entsteht nur, weil es halt ein Gen dafür gibt, welches sich durch diesen Mechanismus selbst aufrecht erhält
- Warum kümmern sich Mütter meistens aufopfernder um die Nachkommen? Haben als einzige eine 100%ige Gewissheit, dass das Kind auch von ihnen stammt
- Regulierung der Populationsgröße nach Dawkins einzelne Tiere reduzieren ihre Geburtenrate, um die Überlebenschance eigener Nachkommen zu verbessern. -> lieber weniger Nachkommen die aber alle überleben, also viele, von denen dann keiner überlebt
- Regulierung der Populationsgröße durch natürliche Mechanismen Fortpflanzung ist limitiert, es darf sich nur fortpflanzen wer: Terretorium besitzt einen hohen sozialen Status hat -> die anderen Männchen bekommen keine Weibchen ab, sie akzeptieren das zunächst und warten auf ihre Chance eines dieser Kriterien zu erreichen (Haremsübernahme etc.)
- David Lock: Theorie der genegoistischen Familienplanung Ziel: Maximierung der Anzahl überlebender Nachkommen Faktoren Bedrohung durch Räuber (Aufwand zum Schutz) Energieaufwand Nahrungsmöglichkeiten (Zugänglichkeit und Menge) Mechanismus bei Tieren: Anpassung der Geburtenrate an diese Faktoren -> Selektion von Weibchen, die ihre Geburtenrate bestmöglich an diese Faktoren anpassen kann
- Epideiktisches Verhalten Sammlung von Gruppen (Schwärme etc.) zur unbewussten Populationsschätzung, die dann automatisch hormonelle Prozesse einleitet, die zur Regulation der Geburtenrate führen. Bau- Geste Effekt: Vortäuschen einer großen Anzahl, sodass andere Individuuen ihre Gebrtenrate vermindern und ich meine somit erhöhen kann Phänomen der Kümmerlinge: Mutter legt ein extra Ei in der Hoffung, dass es doch bessere Vorraussetzungen gibt und lässt dieses verkümmern, wenn die Vorraussetzungen schlecht sind
- Elternaufwand Jede Investition des Elternteils in die Nachkommen, die dessen Überlebenschancen verbessern, auf Kosten der Überlebenschancen anderer & zukünftiger Nachkommen Maß: Herabsetzung der Lebenserwartung Ressourcen begrenzt und nicht reversibel Nahrung + Kosten der Nahrungssuche Schutz (Räuber und Elemente) Nesterhaltung -> Mutter gewichtet dies analog zum Verwandtschaftsgrad, sodass Geschwister den gleichen Anteil bekommen
- Mutter - Fötus Konflikt Ziel Mutter: guter Fötus, der wenig Energie verbraucht Maßnahmen Mutter: Qualitätscheck Fötus setzt hCG frei, bei zu geringen Mengen ist die Qualität schlecht, dies führt zu einer Veränderung des weiblichen Geschlechtshormons, was dann wiederum zu einer Abtreibung führt Ziel Fötus: möglichst viel Nährstoffe von Mutter bekommen Maßnahmen Fötus: Umleitung des Blutflusses und Absorbieren von Blutzucker
- Mutter - Kind Konflikt Kind wil einen höheren Anteil an Elternaufwand als seine Geschwister bekommen Streitpunkte: Zeitpunkt der Entwöhung (Mutter will erneut schwanger werden, Kind will aber weiterhin versorgt werden. Mutter wählt den Zeitpunkt ab dem die Kosten für den Nachkommen den Nutzen überschreiten) Bevorzugung (Kind täuscht Mutter um mehr Ressourcen zu bekommen)
- Ist die Bevorzugung eines Kindes sinnvoll? allgemein: Nein Bei unterschiedlicher Stärke der Nachkommen: Kümmerling der mehr Ressourcen kostet vs. Kraftprotz der wenige braucht Kümmerling durchbringen oder nicht hängt von der Menge an vorhandenen Ressourcen ab
- Welches Kind sollte eine Mutter bei Gefahr retten? Das ältere Kind, da sie hier schon mehr investiert hat als in jüngere
- Wie können Nachkommen die Mutter täuschen und warum machen sie das? Strategie: laut schreien Grund: 1. zeigen, dass man hungrig ist 2. Feinde anlocken, sodass die Mutter ein durch Nahrung ruhigstellen muss Ziele: Nachwuchs will mehr Investition als ihm zugedacht ist, da er nur zu 50% mit seinen Geschwistern verwandt ist -> 2x so viel Investition wie die Geschwister (Kosten-Nutzen-Rechnung)