Testfragen: Erweiterung einfacher Verhaltensweisen durch Lerneinflüsse – Individuum und soziale Gruppe

🧠 Wer war William Donald „Bill“ Hamilton?

• Geboren: 1. August 1936
• Gestorben: 7. März 2000
• Beruf: Evolutionsbiologe, Genetiker
• Bedeutung: Einer der einflussreichsten Biologen des 20. Jahrhunderts.
• Fokus: Evolution von Sozialverhalten – insbesondere altruistisches Verhalten bei Tieren und Menschen.

---

📜 Die Hamilton-Regel (1968)

Hamilton veröffentlichte 1968 in seiner Doktorarbeit eine bahnbrechende Formel, um altruistisches Verhalten durch natürliche Selektion zu erklären:

r × B > C

---

📐 Bedeutung der Formel

• r = Verwandtschaftskoeffizient (wie eng zwei Individuen genetisch verwandt sind)
• B = Nutzen (Benefit) für den Empfänger des Verhaltens
• C = Kosten für den Helfer

💡 Wenn der Nutzen (gewichtet mit dem Verwandtschaftsgrad) größer ist als die Kosten, dann lohnt sich altruistisches Verhalten evolutionär.

---

🐜 Beispiel: Warum helfen Ameisen der Königin?

• Arbeiterameisen sind unfruchtbar, kümmern sich aber um die Königin.
• Die Königin ist ihre Mutter → hoher Verwandtschaftsgrad (r = 0,5).
• Ihr Verhalten fördert das Überleben ihrer Gene indirekt – über die Verwandten!

Das nennt man Verwandtenselektion oder kin selection.

---

🧬 Warum ist das wichtig?

• Hamiltons Arbeit half zu erklären, warum Tiere helfen, auch wenn es ihnen selbst scheinbar schadet.
• Legte die Grundlage für das Verständnis von sozialem Verhalten, Eusozialität (z. B. bei Insekten) und menschlicher Kooperation.

---

🧾 Zusammenfassung

Begriff	Erklärung
Hamilton-Regel	r × B > C
Verwandtenselektion	Hilfeverhalten gegenüber Verwandten
Altruismus	Verhalten, das einem anderen nützt, aber dem Handelnden schadet
Bedeutung	Evolutionäre Erklärung für soziales Verhalten

📊 Beispielrechnung zur Hamilton-Regel

🐦 Situation:

Ein Vogel warnt lautstark vor einem Raubtier (z. B. einem Falken).
Durch seinen Ruf rettet er seine Geschwister, zieht aber selbst Aufmerksamkeit auf sich – mit einem gewissen Risiko.

---

🔢 Gegeben:

• r (Verwandtschaftsgrad zu Geschwistern) = 0,5
• B (Nutzen für die Geschwister) = 5 (sie überleben und können sich fortpflanzen)
• C (Kosten für den warnenden Vogel) = 2 (höheres Risiko, gefressen zu werden)

---

📐 Hamilton-Regel anwenden:

r × B > C
0,5 × 5 = 2,5 > 2 ✅

👉 Ergebnis:
Das Verhalten lohnt sich evolutionär, da der genetische Gewinn durch das Überleben der Geschwister größer ist als der eigene Verlust. Der Vogel fördert indirekt seine Gene, indem er Verwandte schützt.

---

💭 Was wäre, wenn es nicht die Geschwister wären?

Stell dir vor, er rettet einen nicht verwandten Vogel:

• r = 0
• B = 5
• C = 2

0 × 5 = 0 < 2 ❌

👉 Dann würde sich das Verhalten nicht lohnen – aus evolutionärer Sicht wäre es nicht stabil, Fremden zu helfen (außer es gibt andere Vorteile, wie Reziprozität – das ist ein anderes Thema 😉).

📝 Lernzielkontrolle: Hamilton-Regel bei Bienen

🐝 Aufgabe:

In einem Bienenstock helfen sterile Arbeiterbienen dabei, die Königin zu versorgen und neue Schwestern großzuziehen. Sie selbst pflanzen sich nicht fort.

Angenommen, eine Arbeiterbiene opfert sich, um 10 ihrer Schwestern zu retten. Durch ihre Aktion stirbt sie jedoch.

Gegeben:

• Verwandtschaftsgrad zu den Schwestern (r) = 0,75 (haplodiploides System bei Bienen)
• Nutzen B = 1 pro geretteter Schwester (insgesamt also 10 × 1 = 10)
• Kosten C = 1 (sie stirbt – maximale Kosten)

---

❓ Frage:

Lohnt sich das Verhalten nach der Hamilton-Regel?
Zeige den Rechenweg und begründe deine Antwort.

---

✅ Lösung (zur Selbstkontrolle):

Formel:

r × B > C

Einsetzen:

0,75 × 10 = 7,5
7,5 > 1 ✅

Antwort:
Ja, das Verhalten lohnt sich evolutionär. Die Arbeiterbiene trägt indirekt zur Weitergabe ihrer Gene bei, indem sie vielen eng verwandten Schwestern das Überleben ermöglicht. Verwandtenselektion ist hier stark wirksam.

🧬 Was ist das haplodiploide System?

Das haplodiploide Geschlechtssystem ist eine besondere Art der Fortpflanzung, bei der das Geschlecht eines Individuums davon abhängt, wie viele Chromosomensätze es besitzt:

🔹 Weibchen (Königin & Arbeiterinnen):

• Diploid (2n) → haben zwei Chromosomensätze
• Entstehen aus befruchteten Eiern (Ei + Sperma)

🔹 Männchen (Drohnen):

• Haploid (n) → haben nur einen Chromosomensatz
• Entstehen aus unbefruchteten Eiern (nur das Ei)

---

🤯 Warum ist das evolutionär interessant?

💡 Konsequenz für Verwandtschaft:

• Schwestern (Arbeiterinnen) teilen im Durchschnitt 75 % ihrer Gene – also r = 0,75
• Zum Vergleich: Bei uns Menschen liegt der Wert bei r = 0,5 zwischen Geschwistern

👉 Deshalb ist es für eine Bienen-Arbeiterin evolutionär vorteilhafter, ihrer Mutter (der Königin) bei der Aufzucht weiterer Schwestern zu helfen, anstatt selbst Nachkommen zu bekommen.

---

📊 Kurzübersicht der Verwandtschaftsgrade bei Honigbienen:

Beziehung	Verwandtschaftsgrad (r)
Schwester – Schwester	0,75
Mutter – Tochter	0,5
Vater – Tochter	1,0 (weil Vater nur einen Satz weitergibt)
Bruder – Schwester	0,25