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Biology for Majors II

Lernziele

  • Identifizieren Sie verschiedene Arten von erlernten Verhaltensweisen bei Tieren

Einfache Gelernt, Verhalten

der Großteil Der Verhaltensweisen, die zuvor diskutiert wurden, waren angeborene oder haben zumindest eine angeborene Komponente (Variationen über angeborene Verhaltensweisen können erlernt werden). Sie werden vererbt und das Verhalten ändert sich nicht als Reaktion auf Signale aus der Umgebung., Umgekehrt ermöglichen erlernte Verhaltensweisen, obwohl sie instinktive Komponenten haben können, einem Organismus, sich an Veränderungen in der Umwelt anzupassen, und werden durch frühere Erfahrungen modifiziert. Einfache erlernte Verhaltensweisen umfassen Gewöhnung und Prägung—beide sind wichtig für den Reifungsprozess junger Tiere.

Gewöhnung

Gewöhnung ist eine einfache Form des Lernens, bei der ein Tier nach wiederholter Exposition nicht mehr auf einen Reiz reagiert. Dies ist eine Form des nicht-assoziativen Lernens, da der Reiz nicht mit Bestrafung oder Belohnung verbunden ist., Präriehunde ertönen normalerweise einen Alarmruf, wenn sie von einem Raubtier bedroht werden, gewöhnen sich jedoch an das Geräusch menschlicher Schritte, wenn mit diesem Geräusch kein Schaden verbunden ist, und reagieren daher nicht mehr mit einem Alarmruf auf sie. In diesem Beispiel ist die Gewöhnung spezifisch für den Klang menschlicher Schritte, da die Tiere immer noch auf die Geräusche potenzieller Raubtiere reagieren.

Prägung

Abbildung 1. Die Befestigung von Entenküken an ihrer Mutter ist ein Beispiel für die Prägung., (credit: Modifikation der Arbeit von Mark Harkin)

Imprinting ist eine Art des Lernens, das in einem bestimmten Alter oder einer Lebensphase auftritt, die schnell und unabhängig von den beteiligten Arten ist. Schlüpfende Enten erkennen den ersten Erwachsenen, den sie sehen, ihre Mutter, und verbinden sich mit ihr. Ein bekannter Anblick sind Entenküken, die nach ihren Müttern laufen oder schwimmen (Abbildung 1)., Dies ist eine andere Art von nicht-assoziativem Lernen, ist aber sehr wichtig für den Reifungsprozess dieser Tiere, da es sie ermutigt, in der Nähe ihrer Mutter zu bleiben, damit sie geschützt werden, was ihre Überlebenschancen erheblich erhöht. Wenn neugeborene Enten jedoch einen Menschen sehen, bevor sie ihre Mutter sehen, werden sie den Menschen prägen und ihm genauso folgen, wie sie ihrer echten Mutter folgen würden.

Die International Crane Foundation hat dazu beigetragen, die Weltbevölkerung von Keuchkranen von 21 Personen auf etwa 600 zu erhöhen., Das Prägen von Jungtieren war ein Schlüssel zum Erfolg: Biologen tragen volle Krankostüme, damit die Vögel niemals Menschen „sehen“. Sehen Sie sich dieses Video an, um mehr zu erfahren.

Konditioniertes Verhalten

Konditioniertes Verhalten sind Arten des assoziativen Lernens, bei denen ein Stimulus mit einer Konsequenz verbunden wird. Während der operanten Konditionierung wird die Verhaltensreaktion durch ihre Konsequenzen in Bezug auf ihre Form, Stärke oder Häufigkeit modifiziert.,

Klassische Konditionierung

Bei der klassischen Konditionierung ist eine Reaktion, die als konditionierte Reaktion bezeichnet wird, mit einem Reiz verbunden, mit dem sie zuvor nicht in Verbindung gebracht worden war, dem konditionierten Reiz. Die Reaktion auf den ursprünglichen, unbedingten Reiz wird als unbedingte Reaktion bezeichnet. Das am häufigsten zitierte Beispiel für klassische Konditionierung sind Ivan Pavlovs Experimente mit Hunden (Abbildung 2). In Pavlovs Experimenten war die unbedingte Reaktion der Speichelfluss von Hunden als Reaktion auf den unbedingten Reiz, ihr Essen zu sehen oder zu riechen., Der Konditionierungsreiz, den Forscher mit der unbedingten Reaktion assoziierten, war das Läuten einer Glocke. Während der Konditionierung wurde jedes Mal, wenn dem Tier Nahrung gegeben wurde, die Glocke geläutet. Dies wurde während mehrerer Versuche wiederholt. Nach einiger Zeit lernte der Hund, das Klingeln der Glocke mit Essen zu verbinden und durch Speichelfluss zu reagieren. Nachdem die Konditionierungsperiode beendet war, reagierte der Hund, indem er speichelte, wenn die Glocke läutete, selbst wenn der unbedingte Reiz, das Essen, fehlte., So wurde das Läuten der Glocke zum konditionierten Reiz und der Speichelfluss zur konditionierten Reaktion. Obwohl von einigen Wissenschaftlern angenommen wird, dass die bedingungslosen und konditionierten Reaktionen identisch sind, entdeckte sogar Pavlov, dass der Speichel bei den konditionierten Hunden charakteristische Unterschiede im Vergleich zum unbedingten Hund aufwies.

Abbildung 2. In der klassischen pawlowschen Antwort wird der Hund konditioniert, das Klingeln der Glocke mit Essen zu verbinden.,

Es wurde von einigen Wissenschaftlern angenommen, dass diese Art der Konditionierung mehrere Expositionen des gepaarten Stimulus und der Reaktion erforderte, aber es ist jetzt bekannt, dass dies nicht in allen Fällen erforderlich ist und dass einige Konditionierung kann in einem einzigen Paarungsexperiment gelernt werden. Klassische Konditionierung ist ein wichtiger Grundsatz des Behaviorismus, ein Zweig der psychologischen Philosophie, der vorschlägt, dass alle Handlungen, Gedanken und Emotionen von Lebewesen Verhaltensweisen sind, die durch Verhaltensänderungen und Veränderungen in der Umwelt behandelt werden können.,

Operante Konditionierung

Abbildung 3. Das Training von Delfinen, indem sie mit Nahrung belohnt werden, ist ein Beispiel für eine positive Verstärkung operanter Konditionierung. (credit: Roland Tanglao)

In der operanten Konditionierung wird das konditionierte Verhalten allmählich durch seine Folgen verändert, wenn das Tier auf den Reiz reagiert. Ein wichtiger Befürworter einer solchen Konditionierung war der Psychologe B. F. Skinner, der Erfinder der Skinner Box. Skinner steckte Ratten in seine Kisten, die einen Hebel enthielten, der der Ratte bei Depressionen Nahrung zuführte., Während zunächst die Ratte den Hebel ein paar Mal durch Zufall drücken würde, es schließlich verbunden, den Hebel mit dem Essen zu drücken. Diese Art des Lernens ist ein Beispiel für operante Konditionierung. Operantes Lernen ist die Grundlage der meisten Tiertrainings. Das konditionierte Verhalten wird ständig durch positive oder negative Verstärkung verändert, oft eine Belohnung wie Essen oder irgendeine Art von Bestrafung., Auf diese Weise wird das Tier konditioniert, um eine Art von Verhalten mit der Bestrafung oder Belohnung in Verbindung zu bringen, und kann im Laufe der Zeit dazu veranlasst werden, Verhaltensweisen auszuführen, die sie in freier Wildbahn nicht getan hätten, wie die „Tricks“, die Delfine bei Marine-Vergnügungspark-Shows ausführen (Abbildung 3).

Kognitives Lernen

Klassische und operante Konditionierung sind ineffiziente Lernmethoden für Menschen und andere intelligente Tiere. Einige Primaten, einschließlich Menschen, können lernen, indem sie das Verhalten anderer imitieren und Anweisungen befolgen., Die Entwicklung einer komplexen Sprache durch den Menschen hat kognitives Lernen, die Manipulation von Informationen mit dem Verstand, zur wichtigsten Methode des menschlichen Lernens gemacht. Tatsächlich lernen die Schüler gerade so, indem sie dieses Buch lesen. Während die Schüler lesen, können sie mentale Bilder von Objekten oder Organismen machen und sich Veränderungen an ihnen oder Verhaltensweisen durch sie vorstellen und die Konsequenzen antizipieren., Neben der visuellen Verarbeitung wird das kognitive Lernen auch durch das Erinnern an vergangene Erfahrungen, das Berühren physischer Objekte, das Hören von Geräuschen, das Probieren von Speisen und eine Vielzahl anderer sensorischer Eingaben verbessert. Kognitives Lernen ist so mächtig, dass es verwendet werden kann, Konditionierung im Detail zu verstehen. Im umgekehrten Szenario kann Konditionierung niemandem helfen, etwas über Kognition zu lernen.

Klassische Arbeiten zum kognitiven Lernen hat Wolfgang Köhler mit Schimpansen gemacht. Er zeigte, dass diese Tiere zum abstrakten Denken fähig waren, indem sie zeigten, dass sie lernen konnten, ein Rätsel zu lösen., Als eine Banane in ihrem Käfig zu hoch aufgehängt wurde, um sie zu erreichen, und mehrere Kisten zufällig auf den Boden gelegt wurden, konnten einige der Schimpansen die Kisten übereinander stapeln, darauf klettern und die Banane bekommen. Dies bedeutet, dass sie das Ergebnis des Stapelns der Boxen visualisieren konnten, noch bevor sie die Aktion ausgeführt hatten. Diese Art des Lernens ist viel leistungsfähiger und vielseitiger als Konditionierung.

Kognitives Lernen ist nicht auf Primaten beschränkt, obwohl sie es am effizientesten nutzen. Labyrinth laufen Experimente gemacht mit Ratten durch H. C., Blodgett in den 1920er Jahren waren die ersten, die kognitive Fähigkeiten in einem einfachen Säugetier zeigten. Die Motivation für die Tiere, sich durch das Labyrinth zu arbeiten, war ein Stück Nahrung am Ende. In diesen Studien wurden die Tiere der Gruppe I in einer Studie pro Tag durchgeführt und hatten nach Abschluss des Laufs jeden Tag Nahrung zur Verfügung (Abbildung 4). Die Ratten der Gruppe II wurden in den ersten sechs Tagen nicht in das Labyrinth gefüttert, und dann wurden die nachfolgenden Läufe mehrere Tage später mit Nahrung durchgeführt. Ratten der Gruppe III hatten am dritten Tag und jeden Tag danach Nahrung zur Verfügung., Die Ergebnisse waren, dass die Kontrollratten, Gruppe I, schnell lernten und herausfanden, wie man das Labyrinth in sieben Tagen durchführt. Gruppe III lernte während der drei Tage ohne Nahrung nicht viel, holte aber schnell die Kontrollgruppe ein, wenn sie die Nahrungsbelohnung erhielt. Gruppe II lernte sehr langsam für die sechs Tage ohne Belohnung, um sie zu motivieren, und sie fingen nicht an, die Kontrollgruppe einzuholen, bis der Tag Essen gegeben wurde, und dann dauerte es zwei Tage länger, um das Labyrinth zu lernen.

Abbildung 4., Gruppe I (die grüne durchgezogene Linie) fand am Ende jeder Studie Nahrung, Gruppe II (die blaue gestrichelte Linie) fand während der ersten 6 Tage keine Nahrung und Gruppe III (die rote gestrichelte Linie) fand während der Läufe an den ersten drei Tagen keine Nahrung. Beachten Sie, dass Ratten, die früher Nahrung erhielten, schneller lernten und schließlich die Kontrollgruppe einholten. Die orangefarbenen Punkte auf den Linien der Gruppe II und III zeigen die Tage an, an denen den Labyrinthen Lebensmittelprämien hinzugefügt wurden.

Es ist möglicherweise nicht sofort offensichtlich, dass sich diese Art des Lernens von der Konditionierung unterscheidet., Obwohl man versucht sein könnte zu glauben, dass die Ratten einfach gelernt haben, sich durch eine bedingte Reihe von Rechts-und Linkskurven zurechtzufinden, bewies E. C. Tolman ein Jahrzehnt später, dass die Ratten das Labyrinth in ihren Köpfen darstellten, was er als „kognitive Karte“ bezeichnete.“Dies war eine frühe Demonstration der Kraft des kognitiven Lernens und wie diese Fähigkeiten nicht nur auf den Menschen beschränkt waren.

Soziobiologie

Die Soziobiologie ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die ursprünglich vom Sozialwissenschaftler E. O. Wilson in den 1970er Jahren populär gemacht wurde., Wilson definierte die Wissenschaft als “ die Erweiterung der Populationsbiologie und Evolutionstheorie auf die soziale Organisation.“Der Hauptschub der Soziobiologie besteht darin, dass tierisches und menschliches Verhalten, einschließlich Aggressivität und anderer sozialer Interaktionen, fast ausschließlich in Bezug auf Genetik und natürliche Selektion erklärt werden kann. Diese Wissenschaft ist umstritten; Bekannte Wissenschaftler wie der verstorbene Stephen Jay Gould kritisierten den Ansatz, die Umweltauswirkungen auf das Verhalten zu ignorieren., Dies ist ein weiteres Beispiel für die“ nature versus nurture “ – Debatte über die Rolle der Genetik gegenüber der Rolle der Umwelt bei der Bestimmung der Eigenschaften eines Organismus.

Die Soziobiologie verbindet Gene auch mit Verhaltensweisen und wurde mit dem „biologischen Determinismus“ in Verbindung gebracht, dem Glauben, dass alle Verhaltensweisen fest in unsere Gene eingebettet sind. Niemand bestreitet, dass bestimmte Verhaltensweisen vererbt werden können und dass die natürliche Selektion eine Rolle bei ihnen spielt. Es ist die Anwendung solcher Prinzipien auf menschliches Verhalten, die diese Kontroverse auslöst, die heute aktiv bleibt.,

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  1. Edward O. Wilson. Über die menschliche Natur (1978; repr. Cambridge: Harvard University Press, 2004), xx. ↵

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