VL 7 Kooperation und Konflikt/ Interaktionen zwischen Arten Flashcards
Woraus setzt sich die inklusive Fitness zusammen?
Die inklusive Fitness ist ein Konzept, das von W.D. Hamilton entwickelt wurde, um den evolutionären Erfolg eines Individuums zu erklären, nicht nur durch seine direkte Fortpflanzung (direkte Fitness), sondern auch durch die Fortpflanzung von Verwandten, die auf gemeinsamen genetischen Informationen beruht (indirekte Fitness). Die inklusive Fitness eines Individuums setzt sich aus der direkten Fitness und der indirekten Fitness zusammen.
Direkte Fitness bezieht sich auf die Anzahl der Nachkommen, die ein Individuum selbst zeugt und großzieht. Indirekte Fitness bezieht sich auf die Anzahl der Nachkommen, die aufgrund gemeinsamer genetischer Informationen von Verwandten produziert werden. Das bedeutet, dass ein Individuum seine Gene nicht nur durch die eigene Fortpflanzung, sondern auch durch die Fortpflanzung seiner engen Verwandten weitergeben kann.
Was besagt Hamilton‘s Regel zur indirekten Fitness? Erklären Sie damit die Häufigkeit von Eusozialität bei haplodiploider Geschlechtsbestimmung.
Hamilton‘s Regel: r·B > C , d.h. die Unterstützung von Verwandten bei der Reproduktion kann evolutionsstabil sein, wenn der inklusive Fitnessnutzen (Anzahl zusätzlicher Nachkommen B x Verwandtschaftsgrad r) größer ist als die Kosten bezüglich der direkten Fitness (um C reduzierte eigene Nachkommenzahl).
Beispiel 1: Ein Tier, das auf zwei eigene Nachkommen verzichtet (C = 2), dafür aber einem Geschwister
(Verwandtschaftsgrad zwischen Geschwistern bei diploiden Organismen r = 0,5) hilft, fünf zusätzliche
Nachkommen (B = 5) zu bekommen, hat eine höhere Gesamtfitness als ein Tier, welches „egoistisch handelt”.
r·B > C
0.25 x 5 > 0.5 x 2
Die Häufigkeit von Eusozialität bei haplodiploider Geschlechtsbestimmung kann durch Hamilton’s Regel erklärt werden. In haplodiploiden Systemen haben weibliche Individuen diploide Chromosomensätze (kommen aus befruchteten Eiern), während männliche Individuen haploide Chromosomensätze (entstehen aus unbefruchteten Eiern) haben. Da die Töchter haploid sind, teilen sie 50% ihrer Gene mit ihren Schwestern, im Gegensatz zu 50% mit ihren eigenen Nachkommen. In solchen Fällen kann Altruismus gegenüber Schwestern (indirekte Fitness) eine höhere inklusive Fitness ergeben als die eigene Fortpflanzung (direkte Fitness). Dies begünstigt die Bildung von eusozialen Strukturen, bei denen einige Individuen (Königinnen) die Fortpflanzung übernehmen, während andere (Arbeiterinnen) bei der Aufzucht und Pflege der Nachkommen helfen, ohne sich selbst fortzupflanzen.
Was ist eine Evolutionsstabile Strategie?
Eine evolutionsstabile Strategie (ESS) ist eine Verhaltens- oder Merkmalsstrategie, die sich gegenüber alternativen Strategien in einer Population durchsetzt und nicht durch eine andere Strategie ersetzt wird, wenn sie bereits weit verbreitet ist. Eine ESS ist ein stabiler evolutionärer Zustand, bei dem sich keine selektive Veränderung hin zu einer anderen Strategie lohnt.
- Zwei Strategien können gleich erfolgreich sein, wenn sie in einem bestimmten Verhältnis vorkommen = Mischstrategien
- Die Fitness dieser alternativen Strategien hängt dann von der Häufigkeit der anderen Strategie ab
- z.B. H*aplochromis burtoni *Territoriale + nonterritoriale Männchen
Was ist das Gefangenendilemma in der Spieltheorie? Was trägt es zum Verständnis von Kooperation bei?
Das Gefangenendilemma ist ein Konzept in der Spieltheorie, das den Widerspruch zwischen individuellem Eigeninteresse und dem besten Ergebnis für eine Gruppe oder Gemeinschaft illustriert. I
* Wenn beide kooperieren, haben sie einen Vorteil gegenüber der Situation, dass keiner kooperiert
* Kooperiert nur einer, hat der Nicht-Kooperierende einen Vorteil, der Kooperierende die maximalen Kosten.
* Wenn beide egoistisch handeln, erhalten sie beide ein mittelmäßiges Ergebnis.
Das Gefangenendilemma trägt zum Verständnis von Kooperation bei, da es zeigt, dass individuelle Eigeninteressen zu suboptimalen Ergebnissen führen können, wenn alle Mitglieder einer Gruppe egoistisch handeln.
Kann Kooperation entstehen?
* Mögliche Strategie: „Tit-for-tat“ (wie Du mir so ich Dir)
* Wenn beide „Tit-for-tat“ spielen, sind die Kooperierenden im Vorteil.
Was ist Koevolution?
Koevolution: Reziproke genetische Veränderung interagierender Arten durch natürliche Selektion.
- Wechselwirkungen zwischen zwei oder mehr Arten, die sich im Laufe der Zeit gemeinsam entwickeln.
- Es ist ein wichtiger Aspekt der Evolution
- Anpassungen einer Art treten als Reaktion auf Veränderungen in einer anderen Art auf.
Welche Arten der Koevolution gibt es?
(A) Spezifische Koevolution: Zwei Arten koevolvieren.
(B) Diffuse Koevolution: Eine Beute-/Wirtsart koevolviert mit mehreren Räubern/Parasiten.
(C) Escape-and-Radiate Koevolution: Eine Beute-/Wirtsart entkommt durch eine Anpassung ihrem Räuber/Parasiten und kann dadurch viele Arten (Radiation) bilden. Später passt sich ggf. ein anderer Räuber/Parasit an diese Arten an.
Erklären Sie mit einem Beispiel evolutionäres Wettrennen.
Koevolution zwischen Räuber/Parasit und Beute/Wirt ist oft ein evolutionäre Wettrennen (Red-Queen-Dynamik).
Beispiel: Kamelien: Südliche Populationen produzieren Früchte mit dickerem Perikarp. Der Rüsselkäfer Curculio camelliae bohrt die Früchte an, um seine Eier in die Samenkammer zu legen. Populationen des Käfers weisen im Süden längere Rostra auf.
=> Koevolution zwischen Fruchtdicke (Pflanze) und Länge des Rostrums (Käfer).
Was ist Mimikry? Welche Arten gibt es?
Bei Mimikry ahmen Organismen andere Organismen visuell, auditiv oder olfaktorisch nach. Ihr Ziel ist es, ein anderes Tier zu täuschen, um entweder für ein gefährlicheres Tier gehalten zu werden (Schutzmimikry) oder um für potentielle Beute attraktiver zu wirken (Lockmimikry).
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Batessche Mimikry - Negativ frequenzabhängige Selektion
Hier ahmt eine schutzbedürftige Art die Warnfärbung oder -muster einer giftigen oder gefährlichen Art nach, um sich vor Fressfeinden zu schützen.
Beispiel VL: Die Schmetterlinge der oberen Reihe schmecken schlecht und werden von Räubern gemieden. Weibchen des Schein-Schwalbenschwanzes schmecken gut, imitieren jedoch verschiedene schlechtschmeckende Arten. Dabei ist jeweils die Farbvariante selektiv begünstigt, die beim Imitator am seltensten ist (da Räuber hier häufiger schlechten als guten Geschmack erfahren). -
Müllersche Mimikry - Positiv frequenzabhängige Selektion
Zwei oder mehr giftige Arten entwickeln ähnliche Warnsignale, so dass ein gemeinsamer Fressfeind schnell lernt, dass diese Merkmale auf Giftigkeit/Wehrhaftigkeit hinweisen (z.B. Gelb-Schwarze Streifen)
Beispiel VL: Heliconius-Schmetterlinge schmecken alle schlecht. Die Art H. cydno hat zwei verschiedene Phänotypen (obere Reihe), die jeweils verschiedenen Arten gleichen. Lokal setzt sich jeweils die häufigste Variante durch.
Was ist das Konkurrenzausschlussprinzip?
Das Konkurrenzausschlussprinzip drückt aus, dass zwei Arten, welche die gleiche ökologische Nische besetzen,
in direkter interspezifischer Konkurrenz um wesentliche biotische und abiotische Faktoren stehen. Dadurch ist eine langfristige Koexistenz nicht möglich und die dominierte Art muss nach dem Prinzip der Konkurrenzvermeidung ausweichen
