Sonntag, 30. Dezember 2012

Genetisch bedingtes Verhalten



Gliederung:
1. Einleitung
   1.1 Was ist Verhalten?
   1.2 Was bedeutet “genetisch bedingt“?
2. Angeborenes Verhalten
   2.1 Beispiele
3. Erworbenes Verhalten
   3.1 Beispiele
4. Reifung
   4.1 Beispiele
5. Zwillingsforschung
   5.1 Thomas Bouchard
   5.2 Jim Twins (+ Video)
   5.3 Weitere Beispiele
   5.4 Persönliche Erfahrungen
6. Untersuchungen an einfacheren Organismen
7. Schluss
8. Begriffserklärungen ( mit * markiert )
9. Quellen

1. Einleitung

Sind wir Sklaven unserer Gene oder doch eher Produkt unserer Erziehung und Umwelt? „Gene sind keine Kommandeure - Gene sind Optionen“, behauptet Thomas Bouchard von der Universität in Minnesota (USA), einer der führenden Wissenschaftler im Bereich der Zwillingsforschung und auch Gregor Johann Mendel beschäftigte sich mit dem Thema der Vererbung. Er untersuchte, wie sich Eigenschaften von Eltern auf Kinder vererben und stellte die sogenannten “Mendelschen Gesetze“ der Genetik auf.
Selbst Naturforscher Charles Darwin fragte sich: Können erworbene Eigenschaften vererbt werden?“

Thema dieses Blogeintrages ist “Genetisch bedingtes Verhalten“ und da steckt viel mehr dahinter, als es im Ersten Moment den Anschein haben mag. Im Folgenden werde ich dem Ursprung des Verhaltens von Menschen und Tieren auf die Spur gehen und dies an Beispielen erläutern.
Aber eine Frage bleibt immer noch offen: Genetisch bedingtes Verhalten.
Was ist das eigentlich?

1.1 Was ist Verhalten?

Verhalten bedeutet das Aktivwerden gegenüber der Umgebung, sowie das unbewusste Handeln, z.B. das Verhalten beim Schlafen. Verhalten kann sich in Bewegungen, Körperhaltungen, Lautäußerungen und Duftabgabe äußern.
Grundlegend wird dabei zwischen Angeborenen Verhalten und Erworbenen Verhalten unterschieden.

1.2 Was bedeutet “genetisch bedingt“?

Diese Frage fällt in den Bereich der Genetik, welche sich mit der Vererbung von Eigenschaften eines Menschen oder eines Tieres auf seine Nachfahren befasst.
Es werden direkt sichtbare Merkmale, sowie erst im Verlauf mehrerer Fortpflanzungen bemerkbare Merkmale untersucht. Wer kennt das nicht: Da streitet man sich mal wieder mit seiner Mutter, will aber auch einfach nicht nachgeben. „Diese Sturheit hast du von deinem Papa“, lautet oftmals die Reaktion auf das Verhalten des Kindes. Wäre die Sturheit des Kindes genetisch bedingt, könnte dies tatsächlich bedeuten, dass es lediglich aufgrund der Übertragung vom Erbgut des ebenso sturen Vaters ein solches Verhalten an den Tag legt.
Doch ist das überhaupt möglich? Kann Verhalten genetisch bedingt sein?
Und wenn ja, in welchem Ausmaß?

2. Angeborenes Verhalten

Angeborenes Verhalten ist genetisch bestimmt, das heißt in den Erbanlagen vorgegeben und wurde durch natürliche Selektion angepasst.

Zum Nachweis angeborener Verhaltensweisen dient unter anderem das Kaspar-Hauser-Experiment, bei welchem Tiere während der Aufzucht daran gehindert werden für den Wissenserwerb notwendige Erfahrungen zu sammeln.  Reize, welche die Bewegung oder Bewegungsfolge normalerweise auslösen, werden dem Tiere vorenthalten. Auf den Entzug weiterer Reize wird jedoch verzichtet, da diese das Gesamtverhalten zu sehr schädigen könnten. Ein Vergleich zwischen Kaspar-Hauser Tieren und unter natürlichen Umweltbedingungen aufgewachsenen Tieren lässt darauf schließen, ob das Verhalten angeboren oder erlernt ist. Als angeboren würde das Verhalten bezeichnet werden, wenn es mit dem typischen Verhalten des Tieres übereinstimmt, als erlernt hingegen, wenn es nach Bieten aller zuvor entzogenen Reize nach und nach auftritt. Tritt das Verhalten gar nicht auf, kann kein schlüssiges Fazit gezogen werden, es wird dann aber vermutet, dass es aufgrund der unnatürlichen Aufzucht zu Degenerationserscheinungen* gekommen ist.  

Auch bei dem Menschen  sind bestimmte Verhaltensweisen und Reflexe schon seit der Geburt vorhanden, doch auch im Erwachsenenalter lassen sich noch einige angeborene Verhaltensmuster erkennen.

2.1 Beispiele


Beispiele für angeborenes Verhalten bei Tieren sind unter anderem Dorngrasmücken. Sie wurden in schalldichten Kammern isoliert aufgezogen und somit ihrer Erfahrungsmöglichkeiten entzogen.  Ihnen wurde das Erlernen verschiedener Lautäußerungen durch Nachahmung verwehrt, dennoch zeigten sie deutlich dieses Verhalten. Somit ist der Gesang bei Dorngrasmücken angeboren. Tannenameisen wurden ökologische Erfahrungsmöglichkeiten entzogen, man hielt ihnen während der Aufzucht Tannen- und Laubbaumhölzer vor. Trotz des Entzuges bevorzugten sie, genauso wie auch ihre Artgenossen in natürlicher Umgebung, Tannenhölzer. Somit zeigte dies eine angeborene Bevorzugung von Nadelhölzern. Weitere Beispiele waren das Fliegen fangen der Frösche, sowie das Singen der Grille, ohne vorheriges Hören eines Artgenossen.


Menschen drücken durch ihr Verhalten oft Unwohlsein oder Zufriedenheit aus. Dies beginnt schon kurz nach der Geburt. Fühlt ein Säugling sich unwohl fängt es meist an zu schreien. Doch auch bestimmte Reflexe sind schon sehr weit ausgebildet, denn wenn man den Mund eines Säuglings berührt, möchte dieser sofort an dem Finger saugen. Dieser Saugreflex dient zum Überleben und Wachsen, da Säuglinge normalerweise durch das nuckeln an der Brust der Mutter Nährstoffe zu sich nehmen. Neben dem Saugreflex ist auch ein Greifreflex vorhanden und der Reflex die Augen aus Schutz sofort zu schließen, wenn ein Gegenstand oder ein Körperteil schnell in unmittelbare Nähe der Augen des Kindes geführt wird.
Angeborene Verhaltensweisen sind auch im Erwachsenenalter schnell auffindbar. Das Sexualverhalten ist teilweise angeboren und wird als Schlüsselreiz definiert. Die Mehrzahl der Bevölkerung sieht in langhaarigen, kurvigen Frauen das „Idealbild“ und empfindet diese Frauen deshalb als attraktiv, wohingegen Männer mit breiten Schultern, muskulösem Körperbau und markanten Gesichtszügen von Frauen meist als besonders attraktiv wahrgenommen werden.  
Des Weiteren gehören neben dem Schlüsselreiz auch der Automatismus und das Instinktverhalten, sowie der Reflex zum angeborenen Verhalten. Diese vier Begriffe bilden wichtige Elemente dieses Themas. Der Automatismus beschreibt eine Handlung, welche ohne Steuerung durch den Willen des Menschen ausgeführt wird. Sie ist deshalb unbeeinflussbar und geschieht automatisch, wie z.B. der Pulsschlag oder die Atmung. Das Instinktverhalten ist die Motivation oder auch der Drang eines Menschen eine Handlung auszuführen. Sie wird vom Körper kontrolliert, doch der Mensch handelt instinktiv. Ausgelöst wird das Instinktverhalten durch den Schlüsselreiz. Auslöser des Schlüsselreizes ist eine Wahrnehmung, welche der Körper registriert und mithilfe des darauffolgenden Schlüsselreizes in einer instinktiven Handlung beendet. Der vierte Grundbegriff, der Reflex, beschreibt die Reaktion, welche aufgrund einer Bewegung oder eines Auslösers folgt.  Sobald ein Reiz ankommt, folgt eine Reaktion, wie beispielsweise beim fangen eines Balles, welcher plötzlich auf einen zufliegt. Die Reaktion, nämlich das hochreißen der Arme um den Ball abzufangen, ist immer die selbe, da auch der Auslöser der selbe ist. Bei dem Reflex wird in unbedingte Reflexe und in bedingte Reflexe unterschieden. Unbedingte Reflexe sind angeborene Reaktionen, welche schon seit der Geburt vorhanden sind. Sie dienen als Schutz vor Gefahren und negativen Erfahrungen, wie z.B. das Verhungern. Folglich wird die Nahrungsaufnahme als unbedingter Reflex betrachtet. Bedingte Reflexe sind nicht seit der Geburt vorhanden, sondern werden im Laufe des Lebens durch Erfahrungen des Menschen mit der Umwelt erlernt.

Foto: cc by-nc-nd Bruno Monginoux
 /Landschaft-Foto.com
Neben dem angeborenen Verhalten gibt es auch noch eine weitere besondere Form, bei welchem die erbliche Anlage gegeben ist, die Verhaltensweise durch individuelle Erfahrung allerdings noch verbessert werden kann, wie z.B. Eichhörnchen, welche trotz isolierter Aufzucht das Nüsse knacken beherrschten. Zwar konnten erfahrene Eichhörnchen aufgrund von vielen Versuchen und Irrtümern diese Fähigkeit verbessern, die eigentliche Ausführung war aber von Anfang an gegeben.
  

3. Erworbenes Verhalten

Neben dem angeborenen Verhalten gibt es auch noch das erworbene Verhalten. Dieses ist nicht genetisch bedingt, sondern kann im Verlaufe des Lebens erlernt werden.  
Wichtig dabei ist, dass das Erlernte als eine Fähigkeit angesehen wird, welche dazu dient individuelle Erfahrungen zu gewinnen, die zu speichern und zu verarbeiten, um sie letztendlich situationsgerecht anwenden zu können. Voraussetzung dafür ist die Motivation zum Lernen, das Abspeichern und Abrufen von Informationen im Gedächtnis, sowie eine angeborene Lerndisposition*. Unterschieden werden kann in Obligatorisches* Lernen, Instinktlernverschränkung und Fakultatives* Lernen. Ersteres ist zum Überleben notwendig, d.h. unabdingbar. Die Instinktlernverschränkung beschreibt eine Verbindung angeborener Verhaltensweisen mit dem erlernten Verhalten, wie z.B. das zuvor angesprochene Nüsse knacken des Eichhörnchens. Das Fakultative Lernen ist nicht notwendig zum Überleben, erleichtert Tier und Mensch aber viele Situationen, wie z.B. die Anpassung an eine neue Umgebung.

3.1. Beispiele


Für erworbenes Verhalten bei Tieren gibt es einige Beispiele. So können Papageie sprechen lernen, indem sie zuvor gehörte Wörter nachahmen und sich mithilfe einer gedanklichen Kombination Gewohnheiten schaffen, wie z.B. das „Guten Tag“, wenn jemand das Zimmer betritt. Auch Hunde sind sehr intelligente Tiere, sie können lernen auf Befehle zu hören, das Stöckchen zu holen oder sogar als Rettungs- und Blindenhunde dienen. Einige andere Beispiele sind der Elefant, welcher oft für den Zirkus dressiert wird und auch der Affe, welcher dem Menschen in vielen Aspekten gleicht, ist dazu in der Lage, Zusammenhänge so miteinander zu verknüpfen um den möglichst einfachsten Lösungsweg zu finden. Beispielsweise kann er Kisten aufeinander stapeln, um an höhere Stellen zu gelangen. 

Erworbene Verhaltensweisen beim Menschen werden erst durch Erfahrungen oder in einer Gesellschaft ausgebildet. Hierbei spielen postnatale Einflüsse eine große Rolle. Als postnatale Einflüsse werden solche bezeichnet, welche nach der Geburt des Kindes auf dessen Charakter und Verhalten einwirken, wie z.B. die ersten Freunde oder auch Erziehungspersonen. Pränatale Einflüsse hingegen wirken noch während der Schwangerschaft auf das Kind ein. Dazu gehören unter anderem Stress während der Schwangerschaft oder auch eine ungesunde und einseitige Ernährungsweise. 
Vor allem in den ersten Lebensjahren erlernen Kinder viele neue Verhaltensweisen. Die Erziehung spielt hierbei eine sehr wichtige Rolle. Bei normaler Erziehung erlernt das Kind die Sprache, das Laufen, sowie den Umgang mit anderen Menschen. Auch im Erwachsenenalter erwirbt der Mensch viele neue Verhaltensweisen, denn eigentlich lernt er immer. Vor allem prägende Erlebnisse, wie z.B. Unfälle oder lebensverändernde Erlebnisse, wie die Geburt eines Kindes, wirken sich oftmals stark auf das Verhalten des Menschen aus.

4. Reifung

Als Reifung wird ein Entwicklungsprozess im Zentralnervensystem bezeichnet, welcher die Vervollkommnung einer Verhaltensweise ohne Übung beschreibt. Kann eine Handlung bis zur vollen Funktionstüchtigkeit verbessert werden, obwohl zuvor keine Gelegenheit bestand sie zu üben, wird sie als eine reifende Handlung angesehen.  

4.1 Beispiele

Küken, welche frisch geschlüpft sind, treffen beim Picken schlechter als ältere Küken. Dies liegt aber nicht daran, dass sie ihr Picken durch Übung verbessern konnten, denn durch Aufsetzen einer Prismen Brille*  und somit der Verhinderung beim Üben fand man heraus, dass alle Küken, ob mit oder ohne Brille, nach 4 Tagen die gleichen Erfolge beim Picken aufwiesen. Ähnliche Tests wurden auch bei Kaulquappen durchgeführt, welchen durch Dauernarkose die Möglichkeit entzogen wurde ihre Schwimmbewegungen weiterzuentwickeln. Dennoch wiesen Kaulquappen, die nicht unter Dauernarkose gehalten wurden, gleich gut ausgebildete Schwimmbewegungen auf. 

5. Zwillingsforschung

Die genetische Verankerung von Verhaltensmustern kann mit Studien an Zwillingen besonders gut betrachtet werden. Unterschieden wird hierbei zwischen eineiigen und zweieiigen Zwillingspärchen. Eineiige Zwillingspärchen sind genetisch identisch, zweieiige Zwillinge weisen im Durchschnitt eine genetische Übereinstimmung von 50 Prozent auf. Interessant sind hierbei vor allem die Verhaltensmuster von eineiigen Zwillingen, da diese sich oftmals nicht nur äußerlich sondern auch im Handeln und charakterlich sehr ähneln. Es wurden schon zahlreiche Studien an Zwillingen durchgeführt, doch besonders die Studie von Dr. Thomas Bouchard brachte sehr interessante und neue Erkenntnisse.

5.1 Dr. Thomas Bouchard

Bouchard, zu der Zeit Chef des Zwillingsforscherteams an der Universität von Minnesota in Minneapolis, testete und analysierte mit weiteren Forschern der Universität insgesamt über 40 getrennt aufgewachsene Zwillinge. Schon 1979 begann der Professor mit seinen Tests und untersuchte dafür zunächst nur männliche eineiige Zwillinge, welche getrennt voneinander aufwuchsen. Sie wurden psychologischen Standardtests unterzogen und auf körperliche Eigenschaften untersucht. Des Weiteren wurde anhand von 15000 Fragen Kindheit, Familie, Ängste, Interessen, Gewohnheiten und Fähigkeiten der Zwillinge ausgeforscht. Mithilfe einer Matrix konnten die Ergebnisse anhand von Punktewerten dargestellt werden und wurden Eigenschaften von zweieiigen Zwillingspärchen gegenübergestellt.  Die vielen Fälle von eineiigen, getrennt aufgewachsenen Zwillingen stellten für die bis dato umfangreichste Studie ein Glücksfall dar, da gerade einmal eine von 250 Geburten eine eineiige Zwillingsgeburt darstellt und diese Zwillingspärchen in der Regel nicht getrennt aufwachsen.
Die Studie aus dem Jahre 1980 ergab, dass getrennt aufgewachsene eineiige Zwillinge beinahe ebenso viele Übereinstimmungen in Bezug auf das Leben und die Persönlichkeit aufwiesen wie solche die zusammen aufwuchsen.  Bouchard kam zu dem Entschluss, dass der Charakter einer Person eher von genetischen Faktoren als von sozialen geprägt wird.
Besonders interessant sind dabei die Erkenntnisse über die Zwillinge Jim Lewis und Jim Springer, welche auch als „Jim Twins“ bekannt wurden.

5.2 Jim Twins

Jim Springer und Jim Lewis sind eineiige Zwillinge, wuchsen aber getrennt voneinander auf. Sie wurden beide im US-Bundesstaat Ohio im Alter von 5 Wochen von Arbeiterfamilien adoptiert und lernten sich erst 1979 nach 39 Jahren kennen. Vor allem ihre biographischen und medizinischen Parallelen faszinierten die Mediziner und Professoren. Beide litten seit dem 18. Lebensjahr an Nachmittags-Kopfschmerz und wiesen im gleichen Lebensalter eine Gewichtszunahme von Zehn Pfund auf. Ebenfalls wurde bei den Jim Twins der selbe Blutdruck und Puls gemessen, identische Schlafmuster auffindbar gemacht und beide hatten zwei Herzanfälle hinter sich.
Auch äußerlich sind sich beide extrem ähnlich. Größe, Gewicht, Körperbau und Gesichtszüge sind kaum zu unterscheiden. Noch erstaunlicher sind allerdings die Parallelen im alltäglichen Leben. In der Schulzeit zeigten sie gleiche Schwächen und Stärken, hassten Rechtschreibung und liebten das Rechnen, verbrachten ihre Ferien am gleichen Strand in Florida und arbeiteten später beide 120 km voneinander entfernt als Hilfspolizisten. In erster Ehe heirateten beide eine Linda, lebten danach zeitweise geschieden und befanden sich daraufhin in einer Beziehung mit einer Betty. Jim Lewis ältester Sohn hieß James Alan, Jim Springer nannte seinen ersten Sohn James Allan.  Dies sind aber nur einige wenige der vielen verblüffenden Ähnlichkeiten, denn beide tranken auch die gleiche Biersorte, hatten an Tankstellen gearbeitet, rauchten die selbe Zigarettenmarke und besaßen einen Hund namens Toy.




5.3 Weitere Beispiele

Bridget und Dorothy
Bridget und Dorothy sind Hausfrauen aus England und wurden während des Zweiten Weltkrieges getrennt. Rein äußerlich wiesen sie einige Gemeinsamkeiten beim tragen ihres Schmuckes auf, tauften ihre Söhne Richard Andrew, bzw. Andrew Richard  und ihre Töchter Catherine Louise, bzw. Karen Louise.

Daphne und Barbara
Daphne und Barbara hatten ihr ständiges Kichern, sowie ihr Verhalten in Stresssituationen gemeinsam. Auseinandersetzungen gingen sie lieber aus dem Weg und Konflikte verdrängten sie.

Oskar und Jack
Oskar und Jack wurden im Alter von 6 Monaten voneinander getrennt. Ihr Lebensstil ist gänzlich unterschiedlich, ihr Verhalten ähnelt sich in vielen Aspekten jedoch sehr. So fanden Wissenschaftler heraus, dass sie sogar im selben Tempo sprechen, kräftig gewürztes Essen lieben oder auch Gummibänder am Handgelenk sammeln. Kurioser sind allerdings Gemeinsamkeiten wie das betätigen der Wasserspülung vor der Benutzung der Toilette oder das Tunken von gebutterten Toast in den Kaffee. Äußerlich hatten sie den Schnurrbart gemeinsam, sowie ihre Metallbrille und auch ihren ähnlichen Kleidungsstil.

5.4 Persönliche Erfahrungen

Danja und Dennis

Danja (links) und Dennis (rechts)
Danja und Dennis sind 11 Jahre und zweieiige Zwillinge. Vom äußerlichen her ähneln sich die Zwillinge zwar, sind aber nicht identisch. Danja misst eine Körpergröße von 160cm und Dennis ist 154cm groß. Danja hat dunkelbraune Haare und Augen, Dennis hat hellbraune Augen, sowie hellbraune Haare. Betrachtet man das Verhalten der beiden, dann fällt auf, dass sie aktiv, laut und ungeduldig sind. Neben diesen Gemeinsamkeiten lassen sich auch einige Unterschiede ausfindig machen. Dennis ist beweglich, ein Gruppenmensch und aufnahmefähiger als Danja. Sie hingegen lässt sich leicht ablenken, ist eher träge und oft ein Einzelgänger. Bei ihrem Essverhalten sind sie sehr gegensätzlich, Dennis isst eher weniger, wohingegen Danja eher mehr isst. 
Aus diesen Erkenntnissen lässt sich schließen, dass zwar ein paar wenige Gemeinsamkeiten vorhanden sind, die Zwillinge sich aber äußerlich, sowie auch vom Verhalten her eher unterscheiden. 



Vivian und Vanessa

Vivian und Vanessa sind beide 13 Jahre alt und sehen sich zum verwechseln ähnlich. Es ist nicht ganz geklärt ob sie eineiige oder zweieiige Zwillinge sind, da sie in zwei Plazentas, aber einer Fruchtblase waren. Vor allem äußerlich weisen sie einige gemeinsame Merkmale auf, doch auch vom Verhalten ähneln sie sich sehr. 









6. Untersuchungen an einfacheren Organismen
-  
Dr. Bouchards Studien in der Zwillingsforschung haben neue und wichtige Erkenntnisse über  die genetische Verankerung von Verhaltensmustern beim Menschen ergeben, zur leichteren Verfolgung von Vererbungsmustern dienen aber auch Untersuchungen an einfacheren Organismen, wie z.B. die angeborenen Bewegungsabfolgen von Taufliegen.
Zu einer solchen Bewegungsabfolge gehört die Balz, eine Verhaltensweise bei Tieren vor und nach der Begattung. Sie läuft bei jedem Tier gleich ab, sodass vermutet wird, dass sie genetisch bestimmt ist. Dieses Balzverhalten existiert nur bei männlichen Taufliegen, welche ihr unbefruchtetes Weibchen umwerben wollen. Zunächst orientiert sich das Männchen, tastet, vibriert mit seinen Flügeln und leckt die Geschlechtsorgane des Weibchens. Daraufhin besteigt es dieses und kopuliert*. Männliche Taufliegen besitzen ein X- und ein Y-Chromosom, weibliche besitzen zwei X-Chromosomen. Für die Entwicklung des männlichen Geschlechts ist das Verhältnis der Anzahl von X-Chromosomen zum Autosomensatz entscheidend. Das vorliegende Verhältnis bestimmt darüber, ob das an der Spitze der Hierarchie stehende Gen sex-lethal anders exprimiert* wird und somit zu weiteren Änderungen beiträgt. Inwieweit das männliche und das weibliche Verhalten von Genen gesteuert wird, hängt von der Proteinbildung ab.  Dies lässt sich am Besten mithilfe des Ablaufes der sexuellen Differenzierung bei weiblichen und männlichen Taufliegen darstellen.  



Mithilfe der Abbildung lässt sich erläutern, wie unterschiedlich sich der Körperbau und das Balzverhalten von Taufliegen entwickeln.
Bei weiblichen Taufliegen (X/A-Verhältnis 1:1) wird das sex-lethal-Gen anders gespleißt* als bei männlichen (X/A-Verhältnis 1:2). Hierbei führt die mRNA zu einem Protein, welches zur Bildung einer weiblichen Form der mRNA des transfomer-Gens führt. Das dabei entstandene Tra-Protein bewirkt beim doublesex-Gen und beim fruitless-Gen die Bildung spezifischer Proteine. Zu einem weiblichen Körperbau führt die weibliche Form des Dsx-Proteins, die weiblichen Form des Fru-Proteins  wird ohne Wirkung dargestellt.
Im Gegensatz zum Weibchen wird bei den Männchen während der Transkription kein Stopp-Codon des sex-lethal-Gens und auch kein Stopp-Codon des transformer-Gens herausgepleißt. Dadurch kommt es nicht zur Bildung de dazugehörigen Proteine. In Folge dessen wir wird eine andere Form der mRNA des doublesex-Gens exprimiert und es kommt mithilfe der männlichen Form des Dsx-Proteins zu einem männlichen Körperbau, sowie eines speziellen Muskels im Abdomen des Männchens. Beim fruitless-Gen läuft ein ähnlicher Vorgang ab. Hier führt das Proteinprodukt ebenso zu dem Balzverhalten des Männchens.
Untersuchungen aus dem Jahre 2005 ergaben, dass ein einziges Gen für die Ausbildung des männlichen Verhaltens verantwortlich ist. Hierfür haben Barry Dickson und Ebru Demir Allele des fruitless-Gens für männliches, beziehungsweise für weibliches Fru-Protein konstruiert und dieses in das jeweils andere Geschlecht eingepflanzt. Die darauffolgenden Beobachtungen des Balzverhalten brachten die


7. Schluss


Aus den herausgearbeiteten Erkenntnissen lassen sich zwar Vermutungen aufstellen, jedoch kein endgültiges Fazit erschließen. In Bezug auf die Zwillingsforschung könnte man annehmen, dass Zwillinge, welche im selben Milieu aufgewachsen sind, ähnliche Gewohnheiten haben, weil sie ständig zusammen sind. Oftmals legen diese Zwillinge aber unterschiedliche Verhaltensweisen an den Tag, sodass vermutet werden könnte, dass sie versuchen sich bewusst zu unterscheiden und sich somit in unterschiedliche Richtungen entwickeln. Die erstaunlichen Gemeinsamkeiten bei jahrelang getrennten Zwillingen, wie z.B. bei den Jim Twins, sind allerdings schon sehr außergewöhnlich und wirft die Frage auf, ob das Verhalten nicht wirklich genetisch bedingt ist. Wie man an den Untersuchungen an einfacheren Organismen, wie z.B. den Taufliegen beobachten konnte, sind einige Merkmale, in diesem Falle das Balzverhalten, vorbestimmt und treten bei jedem Männchen gleich auf. Einige Verhaltensweisen beim Menschen sind durch die Umgebung geprägt, dadurch wie er mit Erlebten und Erfahrungen umgeht, sowie durch seine Erziehung, andere Charaktereigenschaften wiederum sind vererbt.


8. Begriffserklärungen


* Degenerationserscheinungen = sichtbar werdende Abweichungen von der Norm, bzw. Rückbildungen.
* Lerndisposition = genetisch vorgegebener und begrenzter Lernbereich        
* Obligatorisch = verbindlich, vorgeschrieben, verpflichtend
* Fakultativ = möglich, aber nicht zwingend erforderlich, optional ( Gegenwort zu obligatorisch )
*kopulieren = den Geschlechtsakt vollziehen


Montag, 24. Dezember 2012

Konditionierung

Konditionierung

Index

1. klassische Konditionierung
1.1. Definition
1.2. Das Experiment von Iwan Petrowitsch Pawlow
1.3. J.B. Watson's Experiment am kleinen Albert

2. operante Konditionierung

2.1. Definition
2.2 Das Experiment von Edward Lee Thorndike
2.3. Das Experiment von Burrhus Frederic Skinner
2.4. Weiteres Beispiel
2.5. Unterschiede zur klassische Konditionierung

3. Konditionierung im menschlichen Verhalten

4. Quellen
  1. Klassische Konditionierung

Definition

Die klassische Konditionierung ist eine Theorie des Reiz-Reaktion-System in der Psychologie. Es kombiniert verschiedene Reize (bedingte und unbedingte) miteinander und untersucht die auslösenden (bedingten und unbedingten) Reaktionen.

Das Experiment von Iwan Petrowitsch Pawlow
Iwan Pawlow
http://www1.wdr.de/themen/archiv/stichtag/stichtag_februar162_v-TeaserAufmacher.jpg

Der russische Psychologe Iwan Petrowitsch Pawlow (1849-1936) entdeckte erstmals das Konzept der klassischen Konditionierung.
Er startete ein Experiment mit Hunden und beobachtete dessen Verhaltensweisen.
P. Pawlow bemerkte, dass Hunde anfingen verstärkt Speichel zu produzieren, sobald man ihnen Futter brachte. Diese Reaktion ist genetisch festgelegt (ein unbedingter Reflex) und muss nicht erst erlernt werden.
Um die Reaktion des verstärkten Speichels vorzurufen, reichte es den Hunden nur vom Futter oder dem Menschen, der das Futter bringen sollte, zu hören.

"Tatsächlich konnte jeder Reiz, den der Hund als der Fütterung regelmäßig vorausgehend wahrnehmen konnte, die gleiche Reaktion auslösen wie das Futter selbst." Zimbardo (1992).
http://paedpsych.jk.uni-linz.ac.at:4711/lehrtexte/lernen/pict2.jpg

Das Experiment
Wie bereits erwähnt, war Pawlow der Meinung, dass dieVerhaltensweisen des Hundes das Ergebnis bedingter Reflexe waren.
In seinem wohlbekanntem Experiment, maß er zunächstden Speichelfluss eines festgegurten Hundes.
Ein Schlauch im Mund des Hundes leitete den Speichel in einen Behälter, welcher mit einem Aufzeichnungsschreiber verbunden war. Somit war es möglich, die Maßwerte der Speichelproduktion auf Papier festzuhalten.
Dem Hund wurde zunächst Futter hingestellt. Dies löste bei dem Tier eine verstärkte Speichelproduktion aus.
Als erstes Ergebnis konnte man also feststellen, dass die Nahrung einen Reiz für den Hund darstellte, auf den er mit verstärktem Speichefluss reagierte. Dieses Reiz-Reaktion-System kam beim Hund automatisch auf, aus diesem Grund benannte Pawlow diese Reaktion als einen unbedingten Reflex (unbedingt = nicht erfahrungsbedingt, sprich eine Reaktion/ein Reflex wird ohne vorheriges Lernen ausgelöst).

Nachdem Pawlow zu dieser Erkenntnis gekommen war, startete er einen 2. Versuch, in dem Pawlow die Futtergabe mit einem weiteren (neutralen) Reiz (Glockenton) kombinierte.
Der Hund wurde, kurz bevor man ihm das Futter hinstellte, mit einem Glockenton konfrontiert. Dies wurde mehrmals hintereinander wiederholt. Durch die Wiederholungen beider Reize in Kombination, gewöhnte sich der Hund an die Situation und begang einige Zeit später bei alleinigem Glockenton anzufangen verstärkt zu speicheln, ohne dass ihm Futter hingestellt wurde.
Man kann also zum Schluss kommen, dass der Hund die selbe Reaktion mit und ohne Futter (bedingter Reiz) zeigte, da er beide Reize miteinander verbunden, und den Glockenton mit dem Futter assoziiert hatte. Der neutrale Reiz (Glocke) war also, nach dem Versuch, zu einem konditioniertem Reiz geworden, worauf der Hund dementsprechend konditioniert reagierte.

1. Futter = Speichelproduktion (unkonditionierter Stimulus - angeboren)
2. Glockenton ohne Futter = keine angeborene Reaktion (neutraler Stimulus)
3. Futter + Glockenton = Speichelproduktion (unkonditionierter Stimulus + neutraler Stimulus → unkonditionierte Reaktion/unkonditionierter Reflex)
4. Glocke ohne Futter = Speichelproduktion durch Angewöhnung (konditionierter Stimulus/erlernter Reiz = konditionierte Reaktion/erlernte Reaktion)

Um 2 Reize, wie im Experiment von Pawlow, miteinander verknüpfen zu können, müssen diese zeitlich dicht beieinander liegen.
Der neutrale und der unbedingte Reiz müssen mehrmals in Kombination wiederholt werden, um eine konditionierte Reaktion auszulösen. Durch die mehrmalige Wiederholung wird die konditionierte Reaktion/der konditionierte Reflex verstärkt.

Den bedingten Reflex kann man, sowie man ihn herbeigeführt hat, auch wieder auslöschen, in dem man, in unserem Beispiel, dem Hund mehrmalig einen Glockenton vorspielt, ohne ihm Futter hinzustellen. Dadurch kommt es zur Abgewöhnung der Erwartung des Hundes und somit zur sogenannten Extinktion (Auslöschung).

Es ist möglich eine gewünschte Verhaltensänderung des Tieres hervorzurufen, in dem man den Hund durch positive Erfahrungen eine bestrebte Handlung entwickeln lässt.
Dies ist auch im umgekehrten Fall möglich, eine zuvor neutrale Situation wird in Kombination von z.B. Bestrafung zu einer schlechten Erfahrung kommen. Somit versucht der Hund diese Situation in Zukunft zu meiden.

Ein weiteres Beispiel für die klassische Konditionierung ist z.B. häufig bei Menschen vorzufinden, welche Angst davor haben, zum Zahnarzt zu gehen. Der Bohrer löst durch sein lautes Geräusch und durch die Schmerzen die er erzeugt, Angst beim Menschen aus.
Somit kommt es dass Menschen oftmals Angst haben zum Zahnarzt zu gehen, selbst wenn sie keine Schmerzen befürchten müssen, da sie daran gewöhnt sind, Schmerzen mit dem Zahnarzt in Verbindung zu setzen.

Wortdefinitionen
Unbedingter/unkonditionierter Reiz (UCS → Uncondicioned Stimulus)
  • löst angeborene Reaktionen in uns aus (Beispiel für unbedingten Reiz: grelles Licht → Folge: Auge schließt sich)
Unbedingter Reflex (UCR → Uncondicioned Response)
  • angeborene, lernunabhängige Verhaltensreaktion auf einen unbedingten Reiz (Bsp. Atmung, elementare Schutzreaktion, …)
Neutraler Reiz
  • Reiz, der keine bestimmte Reaktion bei einem Organismus hervorruft.

Bedingter/konditionierter Reiz (CS → Condicioned Stimulus)
  • ein neutraler Reiz steht mit einem unbedingten Reiz in einem „strengen“ Kombination. Durch Wiederholtes Auftreten dieser Kombination, löst der neutrale Reiz (NS) den Reflex aus, der zuvor nur durch den unbedingten Reiz hervorgerufen wurde. Der neutrale Reiz wird, durch seine neue Funktion, zum bedingten Reiz (CS).
  • (Bsp.: Das Pawlow Experiment)

Bedingter/konditionierter Reflex (CR → Conditioned Response)
  • durch Erfahrung, erlernte Reaktion auf einen bedingten/konditionierten (CS) Reiz.

J.B. Watson's Experiment am kleinen Albert
Kurze Zeit nach Iwan Petrowitsch Pawlow, erforschte J.B. Watson die klassische Konditionierung erstmalig am Menschen.
http://www.uni-due.de/edit/lp/grafik/mietzel_entw/129.gif
Das Experiment wurde an einem 9 monate-alten Kind namens Albert B. durchgeführt. Heutzutage ist das Kind als "kleiner Albert" bekannt. Im Experiment wurden Albert verschiedene Dinge vorgestellt, wie zB. eine weiße Ratte, ein Kaninchen, ein Affe oder brennende Zeitungen. Daraufhin beobachtete man seine Reaktionen auf die verschiedenen Dinge. Anfangs zeigte der kleine Junge keinerlei Angst. Als jedoch dem Kind eine Ratte in Verbindung mit einem lauten Gong, welches durch Hauen auf eine Metallplatte entstand, gezeigt wurde, so erschrak Albert, fing an zu weinen und sich von der Ratte zu entfernen. Nach wiederholten Versuchen, zeigte Albert immer wieder die selbe Reaktion. Im 2. Teil des Experimentes, wurde Albert, wie zu Anfang, wieder nur eine Ratte gezeigt. Daraufhin ließ sich ein deutlich verändertes Verhalten des kleinen Alberts feststellen. Auch ohne den lauten Gong, begann Albert, beim bloßen Anblick der Ratte an zu weinen und wegzukrabbeln. Zudem kam es zu einer Generalisation des Stimulus. Folglich hatte Albert, nach der Konditionierung, nicht nur Angst vor der weißen Ratte, sondern vor allem, was ihn an die weiße Ratte erinnerte, wie z.B. pelzige Sachen. Sogar als man ihm mit einem Weihnachtsmannbart gegenüber stand, begann Albert sich zu fürchten, da er diesen mit der Ratte, durch die Ähnlichkeit, in Verbindung brachte.
Dieses Experiment wurde scharf kritisiert und gehört zu den meistbekanntesten Psychologieexperimenten.

Neutraler Reiz: Die weiße Ratte
Unkonditionierter Reiz: Der laute Gong
Unkonditionierter Reflex: Angst
Konditionierter Reiz: Die weiße Ratte
Konditionierter Reflex: Angst


Was geschah nach dem Experiment mit dem kleinen Albert?
In der Zeitschrift „American Psychologist“ wurde nach einer 7-jährigen Suche des Psychologen Hall P. Beck, entdeckt, dass „Little Albert“ eigentlich Douglas Merritte hieß. Er starb am 10.Mai des Jahres 1925, im Alter von nur 6 Jahren an Hydrocephalus.
2012 gaben Beck und Alan J. Fridlund schließlich bekannt, das Douglas M. nie ein normales, gesundes Kind gewesen war, wie es Watson, 1920, in seinem Experiment behauptet hatte, da der kleine Albert schon seit seiner Geburt an Hydrocephalus litt.



2. Operante Konditionierung

Die amerikanischen Behavioristen (*Behaviorismus = verhaltenswissenschaftliche Forschungsrichtung) waren der Meinung, dass sich das Verhalten fast nur auf erlernten Reaktionen aufbaut.

Zwei wichtige Behavioristen waren
  • Edward L. Thorndike (1874 – 1949)
  • Burrhus F. Skinner (1904 - 1990)
Das Lehrprinzip der operanten Konditionierung wurde 1913 von Thorndike aufgestellt.

Definition
  • Ein bestimmtes Verhalten führt zu einem angenehmen Zustand (z.B. eine Belohnung). Durch den angenehmen Zustand wird diese Verhaltensweise in Zukunft häufiger auftreten.
  • Ein bestimmtes Verhalten führt zu einem unangenehmen Zustand (z.B. Bestrafung). Durch den unangenehmen Zustand wird diese Verhaltensweise in Zukunft seltener auftreten.

Bei der operanten Konditionierung wird das Verhalten eines Organismus beeinflusst. Die Handlung, die ein Mensch oder ein Tier zeigt, wird mit einer bestimmten Folge in Zusammenhang gebracht.
Wenn die Folge einer Verhaltensweise einer betroffenen Person, oder einem betroffenem Tier positiv erscheint, so ist es möglich, dieses Verhalten bei dem Menschen oder dem Tier, öfters hervorzurufen, da der Betroffene diese Folge mit Positivem verbindet und sie von sich aus, aus Begeisterung, hervorruft. Ist die Konsequenz jedoch negativ und unangenehm für den Betroffenen, so besteht die Möglichkeit diese Handlung beim Betroffenen zu reduzieren. Der Betroffene ist nämlich durch die negativen Folgen, von denen er weiß, dass sie ihn durch „falsches“ Handeln erwarten werden, verängstigt und vermeidet dadurch das „falsche“ Handeln.
Dieses Lehrprinzip wird oftmals bei der Erziehung der Kinder angewandt, jedoch kann es auch noch im Alter das Verhalten Erwachsener beeinflussen.

Das Experiment von Edward Lee Thorndike
Thorndike startete ein Experiment, in dem er eine sogenannte „Problem-Box“ konstruierte. Es stellte ein Gefängnis für eine Katze dar. Die gefangene Katze zeigte offensichtliche Anzeichen dafür, aus der Gefangenschaft entfliehen zu wollen. In diesem Gefängnis gab es verschiedene Hebel. Durch das Betätigen eines bestimmten Hebels, war es der Katze möglich, aus dem Gefängnis zu entkommen und an Futter zu gelangen, da sich die Tür öffnete. Die Katze schaffte es diesen Hebel aus Zufall zu betätigen und somit die Freiheit zu erlangen. Als die Katze, nach erstmaligem Erfolg, zum wiederholten Male, in die „Problem-Box“ eingesperrt wurde, gelang es ihr schneller, als zuvor, den richtigen Hebel zu betätigen. Nach mehrmaligem Wiederholen, konnte man beobachten, dass es der Katze immer leichter fiel, den Hebel zu finden und, dass sie mit jedem Male weniger Anstrengung erbringen musste, den Hebel zu finden und zu betätigen.

http://s.fixquotes.com/files/author/edward-thorndike_DcKVJ.jpg
http://www.muskingum.edu/~psych/psycweb/history/puzzlebx.gif

Thorndike bezeichnete positiv, angenehme Konsequenzen auf eine Handlung als „Satisfier“ (engl. Satisfaction → Befriedigung) und negativ, unangenehme Konsequenzen auf eine Handlung als „Annoyer“ (engl. Annoyance → Lästigkeit).

In diesem Fall war das Öffnen der Tür, durch das Betätigen des Hebels für die Katze ein „Satisfier“, da sie dadurch Befriedigendes erhielt (Freiheit).

Das Experiment von Burrhus Frederic Skinner
skinner und seine box
http://www.psychology.ru/
romek/behavior/skinner&box.jpg
Skinner betrieb ähnliche Experimente.
Beispielsweise sperrte er Ratten in eine sogenannte „Skinner-Box“. In dieser Box befand sich ein Lämpchen und ein Fressnapf, welcher jedoch nur von außen gefüllt werden konnte. Zudem befand sich in dieser Box ein Hebel, der für jede Ratte eine andere Funktion hatte.
Er untersuchte 3 verschiedene Ratten in dieser Box. Die erste Ratte bekam beim Betätigen des Hebels Futter. Die zweite Ratte schaltete, bei Betätigung des Hebels, den Strom ab und Ratte 3 erhielt, durch die selbe Handlung, einen Stromschlag.
Es war zu beobachten, dass Ratte 1 und 2 den Hebel mehrmalig hintereinander betätigten, während Ratte 3 den Hebel nicht wiederholt antastete. Somit war ein Lernverhalten der Ratten zu beobachten; bei positiven Folgen (Futter kriegen , Strom abschalten) wurde ihre Handlung wiederholt. Bei negativen Folgen (Stromschlag) jedoch, hatte die Ratte gelernt, auf das Betätigen des Hebels zu verzichten.
Dieser Lerneffekt wurde von Skinner als „Lernen durch Verstärkung“ oder „Lernen am Erfolg“ definiert.


Skinner-Box Operante und instrumentelle Konditionierung
http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/LERNEN/KonditionierungSkinner.shtml
"Wir belohnen Menschen, wir verstärken Verhalten." - Skinner (1986), zitiert nach: Mietzel

Skinner führte ebenfalls ein Experiment mit Tauben durch, welche gegen die Scheibe pieken mussten, um an Futter zu gelangen. Dieses Verhalten löste eine bedingte Aktion bei den Tieren aus. Das hungrige Tier kam durch sein natürliches Erkundungsverhalten an die Scheibe. Durch die positive Rückmeldung, die das Tier durch sein Handeln erfuhr, wiederholte es diese Handlung immerwieder und immer besser um an sein Futter zu kommen.

Gleiches Prinzip gilt auch, wenn man Gegensätzliches erzielen möchte. Wenn bei einer bestimmten Handlung eine Bestrafung folgt, so wird die betroffene Person, oder das betroffene Tier lernen diese Handlung in Zukunft zu unterlassen, sowie es an der dritten Maus, im Skinner-Versuch, zu beobachten war. Dies nennt man eine bedingte Hemmung.



Weiteres Beispiel
Ein Beispiel der operanten Konditionierung, bei der es nicht nur um die Lehre einer Verhaltensweise geht, ist z.B. bei den Bienen zu beobachten. Die Bienen besuchen an mehreren Tagen Blüten von einer bestimmten Art von Pflanzen, welche eine Blütenstetigkeit darstellen. Dadurch sichert sich die Biene eine ertragreiche Nektarquelle, was für sie einen „Satisfier“ darstellt. Gleichzeitig sichert sich die Pflanze ihre Fortpflanzung, da die Pollen zur Bestäubung, durch die Bienen, von einer Pflanze zur anderen transportiert werden.
Hieran soll erkennbar gemacht werden, dass es sich bei der operanten Konditionierung nicht immer nur um einzelne Verhaltensweisen handelt, sondern, dass Mehreres miteinander verknüpft wird und dadurch eine ganz neue Relevanz dargestellt werden kann.

Unterschiede zur klassische Konditionierung
Der größte Unterschied zur klassischen Konditionierung besteht vor allem darin, dass die operante Konditionierung einen selektiven Lernprozess darstellt, bei dem die Konsequenzen einer Handlung, das Verhalten eines Organismus auf Dauer verändern können (zB. Durch Erfolg o. Misserfolg). Diese Konsequenzen werden durch eigenwilliges Handeln hervorgerufen. Der Organismus muss also diese Reaktionen selbst hervorbringen, um diese verstärken zu können, durch zB. Strafe oder Belohnung. Durch die Lernerfahrung entscheidet der Organismus selbst darüber, ob eine Handlung wiederholt werden sollte oder ob er sie lieber unterlässt. Der Organismus hat somit eine aktive Rolle und die Kontrolle darüber, wie er auf einen Reiz reagiert. Durch diesen Lernprozess lernt der Organismus eigenständig, was für ihn selbst gut oder schlecht ist.
Bei der klassischen Konditionierung werden, im Gegensatz zu der operanten Konditionierung, bereits zu Anfang verschiedene Reize miteinander gekoppelt, um eine „nicht natürliche“, also eine konditionierte Reaktion des Organismus, hervorzurufen. Der Organismus hat somit keine Kontrolle über die Reaktion auf einen Reiz, da er durch die Reizkopplung mit einer komplett neuen Situation konfrontiert wird, welche eine Verrwirrtheit im Organismus auslöst. Der Hund hat also keine sinnvollen Erfahrungen gesammelt, sondern hat sich lediglich an eine Tatsache gewöhnt. Somit agiert der Organismus nicht vollkommen bewusst und eignet sich etwas an, ohne einen sinnvollen Lernprozess hinter sich gebracht zu haben, durch den er selbst zu einer Erkenntnis gekommen ist.

3. Konditionierung im menschlichen Verhalten

Ein Beispiele für die Konditionierung im menschlichen Verhalten ist, wenn sich das Auge bei einem Luftstoß oder bei grellem Licht, automatisch schließt. Das Auge schließt sich, ohne dass wir es steuern können, in weniger als 0,4 Sekunden. Dies geschiet als automatischer Schutzmechanismus unseres Organismus. Damit wird nämlich das Auge vor eindringenden Fremdkörpern oder vor Blendung geschützt.
Dieses Beispiel ist normalerweise nicht beim Ertönen einer Hupe zu beobachten. Lässt man die Hupe jedoch oftmals hintereinander, kurz bevor ein Luftstoß kommt, ertönen, so löst nach einiger Zeit der Ton alleine ebenfalls den Lidschlag aus. Dies liegt daran, dass es zu einer Reizkombination des Tons und des Luftstoßes gekommen ist. Um eine solche Reizkombination zwischen dem neutralen Reiz (Ton) und dem unbedingten Reiz (Luftstoß) zu erhalten, muss der zeitliche Abstand zwischen den Reizen 0,5 Sekunden betragen.

Werden emotionoale Reaktionen (z.B. Freude) konditioniert, so muss ein Kind vorerst für eine neutrale Situation (Geburtstagsfeier) Freude empfinden. Kommt es innerhalb von 10 Sekunden vor oder nach dem Anblick eines Geschenkes zu  fröhlicher Stimmung oder zu Beifall, so verbindet das Kind das Geschenk mit positiven Gefühlen und baut daraufhin, eine positive Beziehung zu dem Gegenstand auf, welcher in diesem Falle das Geburtstagsgeschenk ist. Dadurch können dann vom Kind aus Freude auslösende Reize auftreten, sobald es ein Geschenk sieht.

Eine operante Konditionierung im menschlichen Verhalten ist oftmals bei der Kindererziehung zu beobachten. Oftmals werden Kinder belohnt, wenn sie  z.B. beim Abwasch mitgeholfen haben. Beispielsweise folgt diese Belohnung in Form eines Bonbons. Das Bonbons stellt eine Verstärkung der Handlung dar, welche die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Verhaltensweise (beim Abwasch helfen) in Zukunft häufiger auftreten wird, denn beim Kind kommen, durch die Belohnung, Freudegefühle auf, welche es eigenständig dazu verleiten, auch in Zukunft beim Abwasch mitzuhelfen eine Belohnung erhalten wird, wenn es wieder beim Abwasch helfen wird.
In umgekehrter Version funktioniert dies, indem auf eine Situation ein unangenehm empfundener Reiz entsteht aufgrund einer negativen Reaktion. Dies nennt man auch "Bestrafungstraining".
Neben dem Bestrafungstraining gibt es auch das Unterlassungstraining, bei dem man etwas, nachdem man süchtig ist (Bsp. Rauchen) unterlässt und sich dafür belohnt. 
Durch diese Lernprozesse ist es möglich, gezielte Verhaltensweisen zu erwerben.

4. Quellen

Schulbuch: Natura - Neurobiologie und Verhalten - Klett


Von: Silvana Testa