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Grundlegende Methoden der Verhaltensbiologie sind

• das Beobachten und Beschreiben von Verhalten
• konkrete Fragen formulieren
• Messen, Auswerten und Analysieren
• die quantitative Verhaltensregistrierung
• das Beschreiben von komplexen Verhaltensweisen (z. B. Soziale Strukturen und Organisationsformen)

Bevor man also darüber nachdenkt, warum ein Tier bzw. eine Tierart eine bestimmte Verhaltensweise ausübt, muss man wissen, was die Tierart insgesamt an Verhaltensrepertoire aufweist. Es muss ein Verhaltenskatalog (Ethogramm) erarbeitet werden, der das beobachtete Verhalten in konkrete, mehr oder weniger feine Kategorien unterteilt. Um ein Ethogramm aufstellen zu können, muss man intensiv beobachten und genau protokollieren. Diese Beobachtungen können abhängig von der Fragestellung im Freiland oder aber unter kontrollierten Bedingungen im Zoo oder Labor erfolgen.

Bei der Individualentwicklung vom Embryo zum Erwachsenen ist das Zusammenspiel der genetischen Ausstattung eines Tieres und seiner Umwelt entscheidend. Viele Tierarten sind in spezifischen Entwicklungsphasen besonders empfänglich für bestimmte Umwelteinflüsse.

Der Lernprozess innerhalb dieser sensiblen Phase wirkt sich in der Regel auf das gesamte weitere Leben aus. Umwelteinflüsse können sich auf jedes Stadium des Entwicklungsprozesses auswirken, sind aber gleich nach der Geburt bzw. nach dem Schlüpfen am massivsten.

In der Regel sind die Umstände, unter denen Eltern ihre Jungtiere aufziehen so, dass der Nachwuchs vor ungünstigen Umwelteinflüssen geschützt wird. Jungtiere sind in der Lage, auf Umweltereignisse wie z. B. die Versorgung mit Nahrung durch die Eltern mit charakteristischen Verhaltensweisen angemessen zu reagieren. Im Erwachsenenalter gehen diese Verhaltensweisen verloren. Ein Verhalten wird als „angeboren“ bezeichnet, wenn es ohne offensichtliche Umwelteinwirkung auftritt.

Wusstest du schon...

• dass die Wale und Delfine sich schon vor 60 Millionen Jahren zu entwickeln begannen? Der heutige, vernunftbegabte Mensch erst vor 320 000 Jahren?
  
• dass der Delfin vermutlich von einem Hund abstammt, dem sogenannten „Urhund“ MESONYX? Dieses urzeitliche Tier sah wie ein pelziger Hund aus.

Manche Fische unternehmen weite Wanderungen, um geeignete Nahrungs-, Lebens- oder Laichgebiete zu erreichen. Zu diesen Wanderfischen gehören beispielsweise der Flussaal und der Lachs.

Wespen werden vom Laien leicht mit den Honigbienen verwechselt. Viele Merkmale dieser sozialen Insekten, wie z.B. die Arbeitsteilung, Kastenbildung, Temperaturregulation im Nest stimmen überein. Sie werden jedoch durch ihren Körperbau und spezielle Verhaltensweisen verschiedenen systematischen Gruppen zugeordnet. Wespen lassen sich durch ihren Nestaufbau schwerer untersuchen als Bienen. Als Insektenvertilger besitzen Wespen innerhalb der Nahrungskette eine große Bedeutung.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Verhaltensbiologie".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Unerwartete Beobachtungen verlangen nach einer Erklärung. Gezielte Fragestellungen in Form von prüfbaren Hypothesen müssen formuliert werden, um zu konkreten Antworten zu gelangen. Jede Verhaltensweise hat proximate und ultimate Ursachen.

Sowohl für die Lebewesen als auch für die gesamte Biosphäre sind Stoffkreisläufe charakteristisch, d. h. Prozesse, bei denen ein großer Teil der Ausgangsstoffe wieder zurückgewonnen wird. Trotzdem handelt es sich dabei im Einzelfall keineswegs um vollständige Kreisprozesse, bei denen alle Abfallstoffe recycelt werden.

Kommunale Abwässer sind häusliche und gewerbliche Abwässer. Abwässer enthalten Schwebstoffe und Schadstoffe. Gelangen sie unbehandelt in die Gewässer, gefährden sie die Trinkwasserversorgung und die im Wasser lebenden Organismen.
Daher wird das gesammelte Abwasser in Kläranlagen gereinigt. In der BRD fallen jährlich ca. 10 Milliarden m³; Abwasser an, das sind täglich mehr als 150 l l/Einwohner. Hinzu kommt die fast dreifache Menge an industriellen Abwässern.

1992 wurde in Rio de Janeiro auf der UN-Konferenz für Umwelt und Entwicklung (UNCED) die Agenda 21 formuliert. Der Grundgedanke dieses Programms ist mit dem Begriff nachhaltige Entwicklung am besten beschrieben. Mit dem Nachhaltigkeitskonzept soll den Bedürfnissen der heute lebenden Menschen Rechnung getragen werden, ohne die Lebenschancen zukünftiger Generationen einzuschränken. Die Regierungen haben sich 1992 in Rio de Janeiro verpflichtet, wenn auch nicht völkerrechtlich verbindlich, Nachhaltigkeitsstrategien zu entwickeln. Die Bundesregierung beschloss 2002 eine Nationale Nachhaltigkeitsstrategie mit 21 Zielvorgaben. Im Kapitel 28 der Agenda 21 wird die besondere Rolle der Kommunen bei der Umsetzung des Leitbildes der nachhaltigen Entwicklung betont. Gemeinsam mit den Bürgerinnen und Bürgern sollen die Kommunen ein Handlungsprogramm, die so genannte Lokale Agenda 21, entwickeln. Bis 2002 haben 2 297 Gemeinden in Deutschland (etwa 16 % der Kommunen) einen Beschluss zur Lokalen Agenda 21 gefasst.

Die Altersstruktur von Populationen lässt sich in Form von Alterspyramiden darstellen.
Die Populationsdichte wird durch dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren reguliert.
Wachstum und Entwicklung einer Population
Alle Individuen einer Art, die in einem abgegrenzten Gebiet leben, werden als Population bezeichnet. Für die ökologische Wirksamkeit einer Population sind folgende Merkmale von Bedeutung:

Der Bayerische Wald wurde 1970 als erster Nationalpark Deutschlands eingerichtet, und zwar als Beitrag der Bundesrepublik Deutschlands zum Europäischen Naturschutzjahr. Der Wald, der ca. 13000 ha umfasst, ist eines der ursprünglichsten Waldgebiete Deutschlands. Auf zwei Dritteln der Fläche wächst der Wald jetzt ohne jegliche Eingriffe durch den Menschen.
Die Entwicklung des ersten deutschen Nationalparks zeigt, dass auch in einem dicht besiedelten Gebiet moderner Naturschutz möglich ist. Eine stattliche Anzahl bisher durchgeführter Forschungsvorhaben und Forschungsreihen haben die tiefen Wälder des Nationalparks zum besterforschten Waldgebiet gemacht. Dafür wird weltweit hohe Anerkennung gezollt.

Biotische Umweltfaktoren sind alle Einwirkungen auf einen Organismus, die von anderen Lebewesen ausgehen. Sie können innerhalb einer Art (intraspezifisch) und zwischen verschiedenen Arten (interspezifisch) auftreten.

Die Erde ist unser Lebensraum. Deshalb ist es die vorrangigste Aufgabe aller Menschen, sie zu erhalten und zu schützen. Von staatlicher Seite wurden zu diesem Zwecke eine Reihe von Gesetzen und Verordnungen erlassen. Darunter befinden sich u. a. die Rote Liste oder die Bundesartenschutzverordnung, die Bestimmungen zum Schutz gefährdeter einheimischer Pflanzen- und Tierarten enthält. Das Bundesnaturschutzgesetz soll dafür Sorge tragen, „dass die Vielfalt, Eigenart und Schönheit von Natur und Landschaft auch in Zukunft gesichert bleiben.“

Destruenten (Zersetzer) bauen tote, energiereiche organische pflanzliche und tierische Substanzen in energiearme anorganische Stoffe wie Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralstoffe unter Energiegewinn ab.

Zu den Destruenten gehören u. a. Bakterien, Pilze, Abfallfresser (z. B. Regenwurm, Aasfresser).

Cyanobakterien (auch: Blaualgen) sind Mikroorganismen, die wie Bakterien einen prokaryotischen Zellaufbau (zellkernlos) besitzen, jedoch wie die Chloroplasten eukaryotischer (zellkernhaltiger) Pflanzen eine Fotosynthese durchführen, bei der Sauerstoff entsteht. Sie waren als erste Lebewesen der Erdgeschichte überhaupt in der Lage, Fotosynthese mit Wassermolekülen als Wasserstoffquelle zu betreiben. Damit waren sie für die allmähliche Anreicherung von Sauerstoff in der Erdatmosphäre verantwortlich.
Die taxonomische Zuordnung der Cyanobakterien erfolgte aufgrund morphologischer und physiologischer Merkmale zunächst bei den Algen, molekularbiologische Untersuchungen führten bald darauf zu einer Einordnung bei den Bakterien. Ursächlich hierfür waren der prokaryotische Zellaufbau und die Zusammensetzung der DNA.
Älteste, den Cyanobakterien ähnelnde Fossilien hat man in Stromatolithen (schichtförmig aufgebaute Gesteine aus fossilisierten Einzellern) gefunden, deren Alter auf 3,5 Milliarden Jahre bestimmt werden konnte.
Heute sind Cyanobakterien häufig Besiedler extremer und extremster Lebensräume (Extremophile). Dies hängt mit ihrem besonderen Stoffwechsel (Fotosynthese, Stickstofffixierung) und der Fähigkeit, lange Zeit in trockenen, sehr kalten sowie sehr heißen Lebensräumen zu überleben, zusammen. Als wichtiger Bestandteil des marinen Phytoplanktons (Picophytoplankton), spielen sie beim globalen Stoffkreislauf eine wichtige Rolle, insbesondere wegen ihrer Fähigkeit, Luftstickstoff zu assimilieren.

CHARLES DARWIN (1809-1882) war ein britischer Naturforscher und Begründer der modernen Evolutionstheorie.

Er entwickelte die Idee der natürlichen Selektion, die in einem lang andauernden Prozess zu Veränderungen der Lebensformen führt.

Seine Arbeiten beeinflussten die Biologie und die Geologie maßgeblich und haben auch auf geistesgeschichtlichem Gebiet große Wirkung ausgeübt.

DARWIN wurde am 12. Februar 1809 als fünftes Kind einer reichen englischen Familie geboren. Seinem Vater zuliebe, einem berühmten Arzt, studierte er Medizin. 1827 brach DARWIN das Studium jedoch ab, um auf den ausdrücklichen Wunsch seines Vaters hin, Theologie zu studieren. Damals machte er die Bekanntschaft mit dem Geologen ADAM SEDGWICK und dem Botanikprofessor JOHN HENSLOW.

Diese förderten sein Interesse an biologischen und geologischen Problemen.

Nach dem Abschluss seines Theologiestudiums (1831) konnte DARWIN als unbezahlter Wissenschaftler an einer fünfjährigen Expedition an Bord des Königlichen Forschungs- und Vermessungsschiffs „BEAGLE“ teilnehmen.

Wie sind Zellen mit Zellkern – die Eucyten der Eukaryoten – entstanden? Es ist heute weitgehend anerkannt, dass dies durch die Verschmelzung (= Endosymbiose) verschiedener Prokaryoten geschah. Die schon im 19. Jh. formulierte These, dass Chloroplasten und Mitochondrien ursprünglich prokaryotische Endosymbionten gewesen sind, wurde erst zur anerkannten Theorie, als man in den 1960er und 1970er Jahren den eigenen DNA-Gehalt dieser Zellorganellen nachweisen konnte. Unter Prokaryoten sind Symbiosen besonders weit verbreitet. Dies hängt auch damit zusammen, dass die winzigen Bakterienzellen permanent Gene aufnehmen und abgeben können. Nur so gelingt es ihnen, rasch auf Umweltänderungen zu reagieren – z. B. durch Resistenzbildung gegen Antibiotika.

Auf unserer Erde lebt eine Vielzahl von Organismenarten. Diese rezenten Arten machen jedoch nur einen Bruchteil des Artenreichtums aus, den die jetzt ca. 4,6 Milliarden Jahre währende Erdgeschichte hervorgebracht hat. Die ältesten fossilen Hinweise auf Leben geben hefezellenartige Strukturen, die auf ein Alter von 3,8 Milliarden Jahre datiert wurden.

Die allermeisten Arten sind ausgestorben. Einige davon waren in evolutionäre Sackgassen geraten, ihre Baupläne hatten sich unter den sich ändernden Umweltbedingungen als nicht zukunftsfähig erwiesen. Andere Arten sind zwar verschwunden, haben jedoch ein großes evolutionäres Vermächtnis hinterlassen.

Große Entwicklungsschübe gab es stets nach Massenaussterben, die in den allermeisten Fällen auf globale Klimaveränderungen zurückgeführt werden können. Durch das Massenaussterben gingen die jeweils erreichten Entwicklungsstufen selten gänzlich verloren. Aus vergleichsweise wenigen Arten konnten sich in den frei gewordenen Lebensräumen neue, modernere Formen entwickeln. Insgesamt ergab sich auf diese Weise ein Trend unter den Lebewesen hin zu höher organisierten Formen. Altertümliche Organismen blieben in ihrer Art manchmal erhalten, sofern sich auch ihre ökologische Nischen erhalten hatten.

Zahlreiche Funde belegen die Evolution des Menschen aus nicht menschlichen Vorfahren. Der Mensch gehört im natürlichen System der Organismen mit den Halbaffen (z. B. Maki) und den Echten Affen (Neuwelt- und Altweltaffen) zu den rezenten (heute lebenden) Primaten.

Der Begriff Evolution wird umgangssprachlich recht häufig und vielfältig gebraucht. In diesem allgemeinen Sinne bedeutet Evolution Veränderung bzw. Entwicklung. Galaxien, Gesellschaftssysteme, Sprachen und auch die Wissenschaft evolvieren im Sinne von Veränderungen und Weiterentwicklung. Auch in der Werbung wird z. B. von der Evolution einer neuen Autogeneration gesprochen.

In der Biologie versteht man unter Evolution dagegen die Entstehung und Weiterentwicklung von Arten. Der Evolutionsbegriff bezieht sich auf Populationen (Stammesentwicklung = Phylogenese), nicht aber auf die Individualentwicklung (Ontogenese).

Man kann zunächst Methoden der molekularen Evolutionsforschung unterscheiden, die an Proteinen, und solche, die an Nucleinsäure ansetzen.
Die exaktesten Ergebnisse liefern in beiden Fällen Sequenzierungen. Andere Methoden bedienen sich ausgewählter homologer DNA-Abschnitte verschiedener Organismen. Je nach der Auswahl können dabei phylogenetische oder populationsgenetische Aussagen gemacht werden. Manche Methoden – z. B. der Genetische Fingerabdruck oder die Mikrosatelliten-PCR-Analyse – sind auch geeignet, um Unterschiede zwischen einzelnen Individuen herauszufinden (z. B. für Vaterschaftsnachweise oder in der Kriminalistik)

Während es den modernen Menschen als Art erst seit circa 0,04 Millionen Jahren gibt, lebten Weichtiere nachweislich seit dem Beginn der Erdfrühzeit, also seit 570 Millionen Jahren. Ihre Entwicklung reicht noch weiter zurück.

Zu den Weichtieren gehören unter anderem

• die Schnecken,
• die Muscheln und
• die Kopffüßer, wie zum Beispiel die Ammoniten, Tintenfische und Kraken.

Alle Weichtiere haben einen unsegmentierten Körper und besitzen einen zum Kriechen, Graben oder Schwimmen dienenden Fuß, der sich bei den Kopffüßern in Arme aufteilt.

Viele Weichtiere besitzen zum Schutz und zur Stützung ihres empfindlichen Körpergewebes Schalen oder Gehäuse. In Gestein eingebettet, können diese Hartteile über lange Zeiträume erhalten bleiben. Sie zeigen Merkmalsunterschiede und können so verschiedenen Arten zugeordnet werden. Anhand solcher Fossilien wurden bisher ca. 40 000 Weichtierarten aus früheren Erdzeitaltern unterschieden, wobei die wenigsten der ausgestorbenen Arten durch Fossilienfunde belegt sind. Als Fossilien bezeichnet man Überreste von Lebewesen aus der Vorzeit oder deren Lebensspuren.

Viele Weichtierfossilien beinhalten Informationen über die Lebens- und Ernährungsweise der vorzeitlichen Tiere, sowie über die Umweltbedingungen, die zu früheren Erdzeitaltern geherrscht haben.

Nach dem Tod eines Organismus beginnt normalerweise dessen Zersetzung. Diese erfolgt vor allem bei Anwesenheit von Sauerstoff durch Mikroorganismen, denen die organische Substanz als Nahrung dient. Anorganische Substanz zerfällt zu Mineralstoffen, die von Pflanzen aufgenommen werden. Von dem Organismus bleibt schließlich nichts mehr übrig, was auf seine ehemalige Existenz hinweist. Es besteht somit ein Stoffkreislauf innerhalb der Biosphäre, der belebten Welt. Nur wenn dieser Stoffkreislauf unterbrochen wird, kann ein Organismusrest als Fossil langfristig erhalten bleiben. Die unterschiedlichen Vorgänge, die zum Erhalt eines Organismusrestes beitragen, fasst man mit dem Begriff Fossilisation zusammen. Kennzeichnend für die Fossilisation ist, dass der Organismusrest von der belebten Biosphäre ausgegrenzt und zu einem Bestandteil der Gesteinshülle der Erde geworden ist.

Fototrophe Bakterien sind fotosynthetisch aktive Mikroorganismen, die die Lichtenergie als Energiequelle nutzen. Zu ihnen gehören alle prokaryotischen Mikroorganismen wie Cyanobakterien, Anoxyphotobacteria (anoxygene fototrophe Bakterien) und Archaebakterien. Sie sind typische Wasserbakterien in Süß-, Brack- und Salzwasser sowie feuchten Böden und überschwemmten Feldern. Sie können beweglich oder unbeweglich sein und sind stets braun, rötlich (purpur), grün oder gelblich gefärbt. Sie sind gram-negativ. Es lassen sich zwei Gruppen unterscheiden: Purpur-, Grüne und Heliobakterien einerseits und die Cyanobakterien andererseits. Neben den Vertretern der Domäne der Bakterien können auch die Archaebakterien Fotosynthese betreiben.
Die Fotosynthese der Bakterien war in ihrer ursprünglichen Form an die sauerstofffreie Biosphäre angepasst (anaerob). Archaebakterien verwenden darum beispielsweise als Fotosynthesepigment kein Chlorophyll sondern Bakterienrhodopsin zur Lichtabsorption. Typische Pigmente des fototrophen Stoffwechsels sind ansonsten Bakterienchlorophylle und bestimmte Carotinoide. Im engeren Sinne grenzt man Fotosynthesebakterien von Cyanobakterien und Chloroxybakterien ab. Fotosynthesebakterien im engeren Sinne unterscheiden sich u. a. durch Aufbau und Ablauf der chemischen Reaktionen. So besitzen sie z. B. nur das Fotosystem I, Coenzym NAD⁺, Bakterienchlorophylle als Fotosynthesepigmente und können außerdem keinen Sauerstoff herstellen. Während Aufbau und Vorgänge der Cyanobakterien denen der höheren Pflanzen entsprechen (z. B. auch Sauerstoffbildung), nehmen Chloroxybakterien eine Zwischenstellung in der Evolution der Fotosynthese ein.