Kooperation
• Betrüger (defector) haben höhere Fitness als kooperierende Individuen => Ausbreitung
in Population
Soziale Interaktion
• Mutualismus:
• Form der Interaktion zwischen verschiedenen Arten, bei der beide Partner einen
Nutzen daraus ziehen
• z.B. Symbiose zwischen Bienen und Blumen. Bienen sammeln Nektar von den
Blumen, während sie gleichzeitig Pollen auf ihren Körpern transportieren und so zur
Bestäubung der Blumen beitragen
• Reziprozität:
• gegenseitige Handlung oder einen Austausch zwischen Individuen, bei dem beide
Seiten Vorteile erlangen oder Verp ichtungen erfüllen
• z.B. gegenseitige Putzen bei vielen Tierarten wie A en oder Vögeln. Individuen putzen
sich gegenseitig das Fell oder die Federn, um Parasiten zu entfernen
• Altruismus:
• Handeln zum Wohle anderer, ohne egoistische Motive oder direkten eigenen Nutzen
• z.B. Verhalten von Ameisen, die Nahrung sammeln und sie mit anderen Mitgliedern
ihres Ameisenstaats teilen, um das Überleben und den Erfolg der Kolonie zu fördern.
Dabei opfern sie ihre eigene Nahrungsquelle zugunsten des Gemeinwohls.
• Egoismus (Sel shness):
• Verhalten eines Individuums, das seine eigenen Bedürfnisse und Interessen über die
der anderen stellt.
• z.B. ein Löwe, der das größte Stück Beute für sich beansprucht und anderen
Gruppenmitgliedern nur einen kleinen Anteil übrig lässt.
• Bösartigkeit (Spite):
• absichtlich Schaden zufügen oder stören anderer Individuen, selbst wenn es keinen
direkten Nutzen bringt.
• z.B. ein Vogel, der absichtlich das Nest eines anderen Vogels zerstört, ohne daraus
einen Vorteil zu ziehen.
Spieltheorie
• Hohes Erklärungspotential für Verhalten
• Verhalten von inneren und äußeren Faktoren abhängig
• Kann genutzt werden zu untersuchen, ob Verhaltensweisen optimal sind bzw. wie sie
evolvieren
• Anwendung in Biologie:
• Evolution von ritualisierten Kämpfen
• Evolution von kooperativem Verhalten
• Evolution von Kommunikation
• ESS = Evolutionär stabile Strategie
• Strategie, die durch keine andere Strategie übertro en werden kann (keine neuen
Mutationen)
fi fl ff
, Evolution von ritualisierten Kämpfen
• Früher: dient der Arterhaltung (Gruppenselektion)
• Heute: eigener Vorteil (indivdualselektion)
• Zwei Tiere haben Interesse an einer Ressource mit dem Wert W
• Zwei Strategien:
• Falke: Angri und Eskalation bis zur Verletzung oder Rückzug des Gegners
• Taube: erst Drohgebärde, aber Rückzug wenn Gegner angreift
• Verletzungen reduzieren Fitness um Anteil K (Kosten)
• Annahmen:
1. Paarweise Auseinandersetzungen
2. Pro Individuum nur eine Strategie
3. Anzahl Strategien begrenzt (Falke/Taube)
4. Unendlich große Populationen
Wie kann Kooperation evolvieren?
Wenn kooperierende Individuum
1. Einen direkten Nutzen hat > direkten Reziprozität
2. Einen indirekten Nutzen hat > indirekten Reziprozität
3. Präferentiell mit verwandten Individuen kooperiert > Verwandtenselektion
Evolution von Kooperation: direkter Nutzen / (direkte Reziprozität)
Nutzen:
1. Räuber wird früher entdeckt
2. Mehr Zeit für Nahrungssuche, wenn mehr Individuen Wache halten
Kosten: gering
Verwandtenselektion
• Rb - c > =
• r = Verwandtschaftskoe zient
• b = bene t
• c = Kosten
• Individuen können sich vordergründig altruistisch verhalten und eine Verminderung der
direkten Fitness in Kauf nehmen, wenn das durch Erhöhung der Gesamt tness (direkte
+ indirekte) kompensiert werden kann
fi ff ffi fi
• Betrüger (defector) haben höhere Fitness als kooperierende Individuen => Ausbreitung
in Population
Soziale Interaktion
• Mutualismus:
• Form der Interaktion zwischen verschiedenen Arten, bei der beide Partner einen
Nutzen daraus ziehen
• z.B. Symbiose zwischen Bienen und Blumen. Bienen sammeln Nektar von den
Blumen, während sie gleichzeitig Pollen auf ihren Körpern transportieren und so zur
Bestäubung der Blumen beitragen
• Reziprozität:
• gegenseitige Handlung oder einen Austausch zwischen Individuen, bei dem beide
Seiten Vorteile erlangen oder Verp ichtungen erfüllen
• z.B. gegenseitige Putzen bei vielen Tierarten wie A en oder Vögeln. Individuen putzen
sich gegenseitig das Fell oder die Federn, um Parasiten zu entfernen
• Altruismus:
• Handeln zum Wohle anderer, ohne egoistische Motive oder direkten eigenen Nutzen
• z.B. Verhalten von Ameisen, die Nahrung sammeln und sie mit anderen Mitgliedern
ihres Ameisenstaats teilen, um das Überleben und den Erfolg der Kolonie zu fördern.
Dabei opfern sie ihre eigene Nahrungsquelle zugunsten des Gemeinwohls.
• Egoismus (Sel shness):
• Verhalten eines Individuums, das seine eigenen Bedürfnisse und Interessen über die
der anderen stellt.
• z.B. ein Löwe, der das größte Stück Beute für sich beansprucht und anderen
Gruppenmitgliedern nur einen kleinen Anteil übrig lässt.
• Bösartigkeit (Spite):
• absichtlich Schaden zufügen oder stören anderer Individuen, selbst wenn es keinen
direkten Nutzen bringt.
• z.B. ein Vogel, der absichtlich das Nest eines anderen Vogels zerstört, ohne daraus
einen Vorteil zu ziehen.
Spieltheorie
• Hohes Erklärungspotential für Verhalten
• Verhalten von inneren und äußeren Faktoren abhängig
• Kann genutzt werden zu untersuchen, ob Verhaltensweisen optimal sind bzw. wie sie
evolvieren
• Anwendung in Biologie:
• Evolution von ritualisierten Kämpfen
• Evolution von kooperativem Verhalten
• Evolution von Kommunikation
• ESS = Evolutionär stabile Strategie
• Strategie, die durch keine andere Strategie übertro en werden kann (keine neuen
Mutationen)
fi fl ff
, Evolution von ritualisierten Kämpfen
• Früher: dient der Arterhaltung (Gruppenselektion)
• Heute: eigener Vorteil (indivdualselektion)
• Zwei Tiere haben Interesse an einer Ressource mit dem Wert W
• Zwei Strategien:
• Falke: Angri und Eskalation bis zur Verletzung oder Rückzug des Gegners
• Taube: erst Drohgebärde, aber Rückzug wenn Gegner angreift
• Verletzungen reduzieren Fitness um Anteil K (Kosten)
• Annahmen:
1. Paarweise Auseinandersetzungen
2. Pro Individuum nur eine Strategie
3. Anzahl Strategien begrenzt (Falke/Taube)
4. Unendlich große Populationen
Wie kann Kooperation evolvieren?
Wenn kooperierende Individuum
1. Einen direkten Nutzen hat > direkten Reziprozität
2. Einen indirekten Nutzen hat > indirekten Reziprozität
3. Präferentiell mit verwandten Individuen kooperiert > Verwandtenselektion
Evolution von Kooperation: direkter Nutzen / (direkte Reziprozität)
Nutzen:
1. Räuber wird früher entdeckt
2. Mehr Zeit für Nahrungssuche, wenn mehr Individuen Wache halten
Kosten: gering
Verwandtenselektion
• Rb - c > =
• r = Verwandtschaftskoe zient
• b = bene t
• c = Kosten
• Individuen können sich vordergründig altruistisch verhalten und eine Verminderung der
direkten Fitness in Kauf nehmen, wenn das durch Erhöhung der Gesamt tness (direkte
+ indirekte) kompensiert werden kann
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