Uni Wien:Verhaltensökologie VO (Millesi, Hoffmann)

Daten

• LV-Nr.: 300464
• Studienprogrammleitung: Biologie
• Vortragender: Eva Millesi, Ilse Hoffmann
• Institut: Department für Neurobilogie und Kognitionsforschung
• ECTS: 3 (SWS: 2)

Inhalt

Ziele

aus dem VVZ

Behandelt wird der evolutionäre Hintergrund des Verhaltens. Was macht Verhalten adaptiv, was macht es evolutionsstabil? Der Bogen reicht von lebenserhaltenden Funktionen bis zur Fortpflanzung und zu hochentwickeltem Sozialverhalten Spezielle Themen sind Verhaltensgenetik und Spieltheorie.

für einen (Medizin)Informatiker

Ich denke, es ist ganz interessant, zu verstehen, wie Evolutionsmechanismen funktionieren können, bzw. welche Ansätze es gibt, tierisches bzw. menschliches Verhalten biologisch zu erklären (z.B. auch vermittels mathematischer Ansätze wie der Spieltheorie). Vor allem für Leute, die sich für Künstliche Intelligenz/Künstliches Leben interessieren, kann diese VO ganz brauchbares Hintergrundwissen liefern. Auf diesem Wissen aufbauend kann man dann versuchen, die Nachahmungsversuche der Informatiker, der Maschine Leben/Intelligenz reinzuhacken, zu verstehen. Zuerst aber muss man Leben und Intelligenz per se verstehen, um dieselben nachahmen zu können.

Themen

Einleitung

• Die 4 Tinberg'schen Fragen

1. Räuber-Beute-Beziehungen (Millesi)

• Prädator-Strategien/Entscheidungen
• Profitabilität
• Optimal Foraging Modelle
• Optimale Eigenschaften aktiver Prädatoren
• Gegenmaßnahmen der Beute (bei Angriff, Ergreifen und Konsumation)
• Vorteile/Nachteile für Gruppenleben bei Prädatoren/Beute

2. Nahrungsökologie (Hoffmann)

• Arten von Prädatoren
• Präferenzen
• Optimaler Nahrungserwerb und -auswahl

3. Kommunikation und Signale (Hoffmann)

• Begriffsdefinitionen: Kommunikation, Information
• Funktionen der Kommunikation
• Übertragungskanäle in Relation zur Umwelt
• Zusammengesetzte Signale & Semantik
• Signalentstehung und Wandlung (z.B. durch Ritualisierung)

4. Lebenszyklus - Life History (Hoffmann)

• Wann welche wichtigen Ereignisse im Leben (in Relation zu Ressourcenverfügbarkeit und Habitatsklasse)
• Mechanismen (Natürliche Selektion/Variable Umwelt/Genotyp)
• Energiezuteilung (Kompromiss Wachstum/Reproduktion)
• Habitatklassifikation
• R-Stratege vs. K-Stratege
• Silver-Spoon-Effekt

5. Populationsdynamik (Hoffmann)

• Konstituenten: Demographie, Lebenszyklus, Verhalten
• Population, Metapopulation->Charakteristika: Größe, Dichte, Verteilung
• Fakturen, die Populationsdichte bestimmen
• Populationsregulation vs. Selbstregulation
• Modelle für Mechanismen für Populationsregulation
  • Populationsregulation durch physiologische Faktoren (Hormone)
  • Populationsregulation durch genetische Faktoren (verschiedene Genotypen)
• Raubdruck beeinfluss Populationsdynamik: Numerische/Funktionelle Reaktion
• Populationszyklen
• Stabilität, Oszillatoren, Chaos
  • Attraktor-Definition und Typen

6. Anpassungen an Saisonale Umweltbedingungen (Millesi)

• Auslösende Faktoren
• Vorhersagbarkeit der Nahrungsqualität
• Anpassung der Geburten an Ökologische Faktoren
• Endogene Rhythmik / Migration (Regulation via Melatonin)

6b. Kälteanpassung

• Überleben bei Kälte:
  • Fortpflanzung aufgeben
  • Körpergewicht anpassen
  • Aktivität reduzieren
• Winterschlaf

7. Dispersal (Millesi)

• Definition und Einflüsse
• Ursachen für Dispersal
• Inzucht / Auszucht - Kompromiss
• KinAvoidance-Mechanismen
• Dispersalarten:
  • Natal Dispersal
  • Breeding Dispersal
  • Saturation Dispersal
  • Prä-Saturation Dispersal
• Migration (vs. Dispersal)

8. Sexuelle Reproduktion (Millesi)

• Sex. Reproduktion vs. Asexuelle Reproduktion (Vorteile / Nachteile)
• MHC-Komplex
• Parthenogenese
• Anisogmie
• Modell der Geschwisterkonkurrenz
• Hermaphroditismus
• Vorteil der Selbstbefruchtung
• Geschlechterverhältnis (Sex Ratio): verschiedene Begriffe
• Reproduktionsmodell nach Fischer
• Entwicklung der Brutpflege

9. Paarungssysteme (Millesi)

• Vaterschaftsunsicherheit vermeiden (bei Säugern / Fischen)
• Paarungssysteme ohne männliche Brutpflege
• Paarungssysteme bei Säugern
• Polygynie / Monogamie / Polyandrie: Wann herrscht was vor?
  • Polygynie-Schwellenmodell
  • Hypothesen: Wann wird ein Weibchen ein Sekundäres Weibchen?

9.b Sexuelle Selektion

• Mechanismen

Intersexuelle Selektion

• Weibchenwahl, Präferenzen
• "Runaway Selection"-Modell nach Fischer
• Sensory Exploitation-Hypothese
• Handicap-Prinzip
• "Good Genes"-Hypothese
• Hamilton-Zuk-Hypothese

Intrasexuelle Selektion

• Spermienkonkurrenz (Mate guarding)
• "Passive Sperm Loss"-Modell
• Gonado-Somatic-Index (GSI)
• Scramble Competition
• Ausdauerrivalität
• ContestCompetition
  • Inteference Competition
  • Exploitation Competition
• vielfache Verwendbarkeit der Merkmale der Intrasexuellen Selektion
• Geweihe nicht nur Stärkeindikatoren

9.c Alternative Paarungssysteme

• Strategien:
  • Weibchen-Mimikry
  • Sneaking
  • Weibchen abseits von großen Männchen suchen
• Männchen-Typen:
  • Bourgois-Männchen
  • "Parasiten"-Männchen
  • Kooperations-Männchen
• Entstehnung Alternativer Strategien

10. Brutpflege (Millesi)

• Begriffe: Residual Reproduktive Value; Elterlicher Aufwand; Elterliche Investitionen
• Brutpflege bei Fischen: Warum meist Männchen Brutpflege: Hypothesen
• Entstehung der Brutpflege-Formen: Evolutionär-Stabile-Strategien (ESS)-Modelle für elterliche Investitionen

10.b Brutparasitismus

• Wirt hat nur Kosten, Parasit nur Vorteile
• Intraspezifischer vs. Interspezifischer Brutparasitismus
• Kosten für Wirt
• Auswahl des Wirts
• Anpassungen des Parasiten
• Gegenmaßnahmen
• Charakteristika des Paarungssystems von Brutparasiten

11. Soziale-/Dominanzbeziehungen (Millesi)

• Dominanzhierarchien
• Ressource Holding Power (RHP)
• Spieltheoretische Sicht (Kampf nur, wenn evolutionär stabile Schwelle überschritten)
• Anzahl der Begegnungen (Mglk. für Kampf)
  • Sincle Encounters
  • Repeated Encounters
• Winner-Loser-Effekt
• Verhältnis: Dominanz-Alter
• Allianzen: Matrilinien
  • Matrilinien-Entwicklung und Charakteristika
• Kosten/Nutzen von Dominanz
• Alternative zu Dominanz: Besitz

12. Kooperative Beziehungen (Millesi)

• Hypothesen für die Evolution von Kooperation/"Altruismus"
  • Phänotypisch Altruistisches Verhalten erweist sich als genotypisch egoistisch
    • Kin Selection
      • Hamilton'sche Regel
      • Inklusive / Direkte Fitness
      • Voraussetzung für KinSelection: KinRecognition
    • Reziprozität
      • Unsicherheit: Wie kommt es hier zu ESS? Prisoner's Dilemma - Tit for Tat
      • Voraussetzungen für Reziproken Altruismus
• Einige Formen von Kooperation sind gar nicht altruistisch
  • Mutualismus
• Kooperation sowohl genetisch als auch phänotypisch altruistisch
  • Manipulation (z.B. Dominanz)

12.b Helfersysteme

• Kooperative Jungenaufzucht
• Evolution von Kooperativer Brutpflege
• Ist Helfen ein Altruistisches Verhalten?
• Vorteile für den Helfer
• Vorteile/Nachteile für das Brutpaar
• Veränderungen im Helfersystem, wenn...

13. Eusoziale Systeme (Millesi)

• Charakteristika
• Hypothesen für die Entstehung von Eusozialität bei Insekten
• Charnaov's Hypothese
• Haplodiploidie

Benötigte Vorkenntnisse

Man kommt ohne Vorkenntnisse zwar aus, sollte aber wissen, dass hier eingefleischte Biologen drinnen sitzen, die natürlich mehr Ahnung von den Themen haben (sollten).

Zeitaufwand

• Wenn man regelmäßig in der Vorlesung war, sollte man trotzdem noch 4Tage bis eine Woche für das Lernen für die Prüfung planen. Eine Mitschrift während den Vorlesungen anzufertigen, ist ratsam, da die Folien relativ umfangreich sind.

Vortrag

Prof. Millesi

• Prof. Millesi ist meist sehr gut vorbereitet und trägt den Stoff klar und deutlich vor, ohne lange abzuschweifen. Es geht (zumindest habe ich das als Informatiker so empfunden) relativ zügig voran, und wenn man mitschreibt, kommt man hin und wieder schon in Stress.

Prof. Hoffmann

• Prof. Hoffmann ist in ihrer Vortragsreihe im Vergleich zu Prof. Millesi eher chaotisch. Da kann es schon sein, dass 2 Minuten vergehen, bis sie draufkommt, was in den Folien gemeint ist. Das macht den Vortrag zwar etwas weniger trocken, aber hinterher tut man sich schwer einzuschätzen, was relevant für die einzelnen Kapitel ist.

Prüfung

• Modus: ca. 6 Fragen, die im Freitext zu beantworten sind
• Hilfsmittel: keine
• Dauer: ca. 1 Stunde (reicht aus)
• Tipp: Wichtig ist, dass ihr zu den einzelnen Themen auch 1-2 Tierbeispiele nennen könnt, wo das Thema angewendet werden kann.

Literatur

• Mitschrift
• Folien (im Sekretariat erhältlich)
• Alte Prüfungsfragen auf Fragenquelle (http://fragenquelle.seareport.net/index.php?option=com_smf&Itemid=49&topic=1682.0)

Materialien

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