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60 RAAbits Biologie April 2009 Einzelmaterial 77 S 4 Grundlagen der Verhaltensbiologie IV/A M 1 Was verbirgt sich hinter dem Forschungsgebiet der Ethologie? Löwen reißen in Kenia einen Büffel Menschen haben sich schon immer für das Verhalten von Tieren interessiert. Vor Zehntau- senden von Jahren war es für sie überlebenswichtig, das Verhalten von Beutetieren, aber auch von gefährlichen Tieren einordnen zu können. Damit steigerten sie ihre Chance auf eine erfolgreiche Jagd und verringerten ihr Risiko, selbst zur Beute zu werden. Die Erforschung des Verhaltens von Tieren hatte also für die Menschen schon immer eine große Bedeutung. Daher gehört auch die Verhaltensforschung (Ethologie) zu den ältesten Forschungszweigen der Biologie. Aufgabe 1 Was versteht man unter dem Begriff „Verhalten“? Diskutieren Sie kurz mit Ihrem Nachbarn darüber und schreiben Sie auf, was Ihrer Meinung nach „Verhalten“ ist. Aufgabe 2 Überlegen Sie sich in Partnerarbeit, mit was sich die Ethologie befasst. Notieren Sie Ihre Gedanken dazu. picture-alliance/OKAPIA KG, Germany zur Vollversion
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  • 60 RAAbits Biologie April 2009

    Einzelmaterial 77 S 4

    Grundlagen der Verhaltensbiologie

    IV/A

    M 1 Was verbirgt sich hinter dem Forschungsgebiet der Ethologie?

    Löwen reißen in Kenia einen Büffel

    Menschen haben sich schon immer für das Verhalten von Tieren interessiert. Vor Zehntau-senden von Jahren war es für sie überlebenswichtig, das Verhalten von Beutetieren, aber auch von gefährlichen Tieren einordnen zu können. Damit steigerten sie ihre Chance auf eine erfolgreiche Jagd und verringerten ihr Risiko, selbst zur Beute zu werden. Die Erforschung des Verhaltens von Tieren hatte also für die Menschen schon immer eine große Bedeutung. Daher gehört auch die Verhaltensforschung (Ethologie) zu den ältesten Forschungszweigen der Biologie.

    Aufgabe 1

    Was versteht man unter dem Begriff „Verhalten“? Diskutieren Sie kurz mit Ihrem Nachbarn darüber und schreiben Sie auf, was Ihrer Meinung nach „Verhalten“ ist.

    Aufgabe 2

    Überlegen Sie sich in Partnerarbeit, mit was sich die Ethologie befasst. Notieren Sie Ihre Gedanken dazu.

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    60 RAAbits Biologie April 2009

    Einzelmaterial 77 S 5

    Grundlagen der Verhaltensbiologie

    Die Methoden der Verhaltensforschung

    Bild 1 Bild 2

    Aufgabe 3

    Bet rachten Sie die Abbi ldungen 1–3. Beschreiben Sie kurz die darin dargestellten Methoden der Verhaltensforschung (Ethologie).

    Aufgabe 4

    Lesen Sie den unten stehenden Text über die Methoden der Verhaltensforschung genau durch. Beantworten Sie anschließend die Aufgabenteile a–d.

    a) Beschreiben Sie die in dem Text dargestellten Methoden der Verhaltensforschung.

    b) Erklären Sie, was ein Ethogramm ist. Beschreiben Sie, was ein gutes Ethogramm ausmacht.

    c) Erläutern Sie, welche Bedeutung Infrarotfotografie und Videoaufzeichnungen in der Verhaltensforschung haben.

    d) Beschreiben Sie, was unter einem „evolutionären Vorteil“ zu verstehen ist.

    Forschungsmethoden von Ethologen

    Beobachtung und Beschreibung

    Am Beginn einer verhaltensbiologischen Studie steht immer die Beobachtung. Dies kann im Freiland oder im Labor geschehen. Der Vorteil von Freilandbeobachtungen besteht darin, dass die Beobachtungen unter natürlichen Bedingungen erfolgen, d.h., es findet keine Einfluss-nahme durch den Beobachter statt. Der Zeitaufwand für Freilandbeobachtungen ist sehr hoch und variiert je nach Tierart und Lebensraum. Aus diesem Grund werden Beobachtungen häufig in das Labor verlegt, wo sie vielfach leichter durchzuführen sind. Nachteil daran ist, dass die Ergebnisse meist eine geringere Aussagekraft als bei Freilandbeobachtungen haben, weil sie wirklichkeitsferner sind. Das beobachtete Verhalten wird mithilfe eines Protokolls aller beobachtbaren Verhaltensweisen (Ethogramm) detailliert beschrieben und mit Zeit- und Häufigkeitsangaben versehen.

    Bild 3

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    Einzelmaterial 77 S 11

    Grundlagen der Verhaltensbiologie

    M 4 Unbedingte Reflexe – Schnelligkeit ist doch keine Hexerei!

    Ein Reflex ist die einfachste Verhaltensweise, die auf einen bestimmten Reiz folgt. Reflexe können angeboren (unbedingte Reflexe) oder erworben (bedingte Reflexe) sein. Unbedingte, angeborene Reflexe stellen sozusagen „vorgefertigte“ Reaktionsweisen dar. Sie sind entweder bereits mit der Geburt eines Lebewesens voll ausgebildet oder entwi-ckeln sich im Laufe seiner Entwicklung. Typischerweise führen bei unbedingten Reflexen bestimmte Außenreize bei verschiedenen Individuen einer Art zu den immer gleichen Reaktionen. Beispiele für solche Reflexe sind: Lidschlussreflex, Hustenreflex, Kniesehnenre-flex und der Saug- und Klammerreflex des Säuglings.

    Für einen solchen Reflex reicht eine einfache Nervenverschaltung, ein sogenannter Reflexbogen, aus zwei Nervenzellen aus. Das Gehirn ist nicht beteiligt. Unbedingte Reflexe laufen schnell ab und stellen die einfachsten Verhaltensformen dar.

    Aufgabe 1: Testen Sie den Lidschlussreflex: Pusten Sie Ihrem Tischnachbarn aus ca. 20–30 cm Entfernung in die Augen.

    a) Beschreiben Sie Ihre Beobachtung.

    b) Erläutern Sie, welche Funktion der Lidschutzreflex erfüllt.

    Aufgabe 2: Beschreiben Sie anhand der Abbildung, wie ein unbedingter Reflex abläuft.

    Aufgabe 3: Erläutern Sie, wozu Reflexe dienen.

    Information: Bei den Reflexbögen wird, je nach Anzahl der Synapsen, zwischen monosynaptischen und polysynaptischen Reflexbögen unterschieden.

    Monosynaptische Reflexbögen: Die Reflexe laufen nur über eine Synapse und sind daher am schnellsten. Da sie über das Rückenmark laufen, können sie willentlich nicht beeinflusst werden.

    Polysynaptische Reflexbögen: Hier liegen zwischen der motorischen und der sensiblen Nervenzelle weitere Nervenzellen, dadurch kann die Reaktion abgestuft erfolgen.

    Der Reflexbogen beim unbedingten Reflex

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    Einzelmaterial 77 S 12

    Grundlagen der Verhaltensbiologie

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    M 5 Erdkröten – flinke Jäger in der Dämmerung dank Instinkthandlung

    Kröten jagen in der Dämmerung. Zu ihrer Beute gehören insbesondere Insekten. Ist einmal ein Beutetier erspäht, so muss es beim Fangen des Tieres richtig schnell gehen. Damit das gelingt, dafür sorgt eine sogenannte Instinkthandlung. Doch was versteht man unter „Instinkthandlungen“ genau und wie läuft eine solche Handlung ab? Betrachten Sie dazu die unten stehende Abbildung, in der das Beutefangverhalten der Erdkröte dargestellt ist.

    So beschafft sich die Erdkröte (Bufo bufo) eine leckere Mahlzeit (Bilder 1–4)

    Hat die Erdkröte Hunger, so verlässt sie ihr Versteck und durchstreift ihr Jagdgebiet. Dieses mehr oder weniger ungezielte Suchverhalten wird Appetenz genannt (Bild 1). Nimmt die Kröte eine Bewegung wahr, so dreht sie sich zum Objekt und schleicht sich an. Dieses Zuwenden bezeichnet man als Taxis (Bild 2). Auch dieses Verhaltenselement ist nicht starr, denn es kann abgebrochen werden, wenn die Beute aus dem Blickfeld verschwindet.

    Die sich bewegende Beute wird eine Zeit lang mit beiden Augen fixiert, bevor plötzlich die Schnappbewegung, die Erbkoordination, ausgelöst wird (Bild 3). Dieses Verhalten läuft immer in derselben unveränderlichen Art und Weise ab. Ist der Zungenschlag einmal ausge-löst, kann er nicht mehr korrigiert werden, auch wenn z. B. die Beute plötzlich flieht. Diese Handlung wird auch als Endhandlung bezeichnet. Schließlich wird die Beute verschluckt und die Kröte wischt sich das Maul ab (Bild 4).

    Erbkoordinationen sind, anders als Reflexe, nicht nur Reiz-Reaktions-Beziehungen. Als dritte Variable tritt der innere Zustand des Tieres hinzu, die sogenannte Handlungsbe-reitschaft. So wird die Handlungsbereitschaft zum Jagen durch verschiedene Faktoren wie beispielsweise durch Hunger oder die Tageszeit bestimmt. Mit einem vollen Magen ist die Handlungsbereitschaft zur Jagd sehr gering. Außerdem jagt die Erdkröte vorzugsweise in der Dämmerung. Die Erbkoordination (Endhandlung) wird außerdem von einem Schlüs-selreiz ausgelöst, der ebenfalls einige Kriterien erfüllen muss: So muss sich die Beute der Kröte bewegen und darf eine bestimmte Größe nicht überschreiten.

    Zusammenfassung: Instinkthandlungen laufen meist in drei Phasen ab:

    Appetenz (Suchen) Taxis (Zuwenden) Erbkoordination/Endhandlung (Fressen). Am Beutefangverhalten der Kröte lassen sich die einzelnen Elemente einer Instinkthandlung gut nachvollziehen. Bei Instinkthandlungen handelt es sich ebenfalls zum Teil um angeborenes Verhalten, das aber deutlich variabler ist als Reflexe. So spielt beispielsweise die Handlungsbereitschaft des Tieres ebenfalls eine wichtige Rolle.

    Aufgabe 1

    Erklären Sie unabhängig vom Krötenbeispiel die folgenden Begriffe:

    a) Appetenz b) Taxis c) Erbkoordination

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    Erdkröte (Bufo bufo)

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    60 RAAbits Biologie April 2009

    Einzelmaterial 77 S 13

    Grundlagen der Verhaltensbiologie

    Aufgabe 2

    Lesen Sie die unten stehenden Informationen zu Schlüsselreizen genau durch. Beantworten Sie anschließend die Teilaufgaben a–c.

    a) Erläutern Sie den Unterschied zwischen einem Reflex und einer Erbkoordination.

    b) Überlegen Sie sich, welche Faktoren die Handlungsbereitschaft eines Tieres zur Jagd oder zur Fortpflanzung beeinflussen können. Tragen Sie die Faktoren in die leeren Kästchen ein.

    c) Früher wurde angenommen, dass ein Schlüsselreiz zwangsläufig immer eine bestimmte Endhandlung auslöst. Erklären Sie, warum diese Annahme nicht aufrechterhalten werden konnte.

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