Wusstest Du, dass sich Fledermäuse untereinander mit Futter versorgen, um sich die Unterstützung des Anderen bei der nächsten erfolgreichen Jagd zu sichern? Oder, dass Insekten wie Bienen und Ameisen Staaten bilden, sich untereinander großziehen und die Arbeit aufteilen, um ihr Überleben zu sichern? Es gibt zahlreiche weitere Beispiele für augenscheinlich selbstlose Verhaltensweisen im Tierreich zu finden. Vielleicht fragst Du Dich auch schon, welchem Zweck altruistisches Verhalten dient.
Bedeutung des Altruismus in der Biologie
In der Biologie bezeichnet Altruismus uneigennütziges und selbstloses Verhalten, welches die Fitness des einen Lebewesen erhöht, während es augenscheinlich die eigene Fitness verringert. Dabei werden eigene Ressourcen aufgewendet zum Vorteil der Anderen. Das können Ressourcen verschiedener Art sein, wie Güter, Zeit, Mühe und andere Hilfen.
Die Fitness eines Individuums ist definiert als das Maß für die Anpassung an Umwelteinflüsse. Je “fitter” ein Individuum ist, desto mehr Teile seines Erbguts sind in der bzw. den nachfolgenden Generation(en) zu finden.
Altruistische Verhaltensweisen können besonders zwischen verwandten Lebewesen beobachtet werden. In diesem Zusammenhang ist auch die Theorie der Verwandtenselektion wichtig.
Altruismus – Theorie der Verwandtenselektion
Die Verwandtenselektion (auch Sippenselektion genannt) bietet einen Erklärungsansatz für altruistische Verhaltensweisen und wurde von J. M. Smith und Edward Hamilton entwickelt. Sie erweitert die Theorie der natürlichen Selektion, die Du vielleicht bereits kennst. Insbesondere die Evolutionsbiologie und Soziobiologie beschäftigen sich mit der Verwandtenselektion.
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Das Ausmaß an altruistischem Verhalten richtet sich laut der Verwandtenselektion nach dem Grad der Verwandtschaft bzw. dem Anteil gemeinsamer Gene. Das bedeutet: je höher der Verwandtschaftsgrad, umso eher wird dem Artgenossen geholfen.
Erklärt wird das damit, dass Tiere durch die Weitergabe eigener Gene ihr Fortbestehen sichern und sich dadurch einen Selektionsvorteil verschaffen. Hierdurch erhöht sich ihre Gesamtfitness.
Ein Beispiel hierfür lässt sich unter den Belding Zieseln finden. Belding Ziesel sind eine Art Ziesel, die zu den Nagetieren zählen.
Die weiblichen Belding Ziesel zeigen genau das Phänomen der Verwandtenselektion. Diese bevorzugen nämlich bestimmte Artgenossen. Weibliche Nachkommen siedeln meist sehr nah an dem Gebiet ihrer Geburt an und helfen Verwandten beim Nestbau. Dadurch sind sie klar im Vorteil, verglichen mit Weibchen ohne Verwandte. Enge Verwandte teilen sich außerdem auch Nahrungsquellen, Verstecke und sogenanntes Wurfterritorium, in dem Jungtiere geboren werden. Ebenso geben enge Verwandte Belding-Ziesel häufiger Alarm, wenn Nichtverwandte Weibchen oder Feinde ihr Revier betreten.
Gesamtfitness
Unter Gesamtfitness versteht man in der Biologie den Erfolg eines Lebewesens, seine eigenen Gene an nachfolgende Generationen weiterzugeben. Die Gesamtfitness setzt sich zusammen aus der direkten Fitness, der Anzahl der Gene, die an eigene Nachkommen weitergegeben werden, und der indirekten Fitness, der Anzahl der Gene, die durch Verwandte (bzw. Artgenossen) weitergegeben werden. Bei der indirekten Fitness teilt man also Erbgut mit anderen, ohne es direkt weitergegeben zu haben.
Gesamtfitness = direkte Fitness + indirekte Fitness
Unter diesem Aspekt lässt sich auch altruistisches Verhalten erklären: hilft ein Tier einem Artgenossen, erhöht sich nämlich die Wahrscheinlichkeit zur Fortpflanzung durch Artgenossen (= die indirekte Fitness) und infolgedessen die Gesamtfitness.
Hamiltons-Regel
Laut der Hamiltons-Regel ist diese Form von Altruismus erst dann erfolgreich. Sie kann sich in der Population verbreiten, wenn der Nutzen, der durch altruistische Verhaltensweisen entsteht, also in diesem Fall die Weitergabe eigener Gene, größer ist als die Kosten, die dafür aufgebracht werden. Die Hamiltons-Regel kann wie folgt mathematisch dargestellt werden:
B: Nutzen; C: Kosten; r: Verwandtschaftsgrad
Anders ausgedrückt, bedeutet das: Der Nutzen im Verhältnis zu den Kosten muss größer sein als der Kehrwert des Verwandtschaftsgrads. Wenn die Kosten im Nenner größer werden, so wird der Gesamtausdruck – der Bruch – kleiner. Wird allerdings der Nutzen im Zähler größer, so wird der Gesamtausdruck größer. Wird nun bspw. der Bruch gesamt kleiner, so muss der Verwandtschaftsgrad (r) immer größer werden, damit immer noch gilt, dass der Kehrwert des Verwandtschaftsgrads kleiner bleibt.
Stellt man die Formel um, ergibt sich daraus: der Verwandtschaftsgrad, multipliziert mit dem Nutzen, muss größer sein als die Kosten.
Formen von Altruismus
Zu den Formen von Altruismus zählen u. a. der reziproke Altruismus und der nepotistische Altruismus.
Reziproker Altruismus
Beim reziproken Altruismus (vom lat. reciprocus = auf demselben Weg zurückkehrend) handelt es sich um altruistisches Verhalten mit der späteren Zuversicht einer Gegenleistung. In anderen Worten ausgedrückt: Ein Lebewesen hilft einem anderen, verzichtet dabei auf eigenen Vorteil, um sich langfristig einen Vorteil zu verschaffen.
Ein Beispiel für diese Form von Altruismus zeigen eine spezielle Art Fledermäuse, sog. Gemeine Vampire. Diese Fledermäuse teilen sich nach der Jagd ihre Beute mit ihren Artgenossen unabhängig vom Verwandtschaftsgrad, damit sie in Zukunft im Falle einer erfolglosen Jagd auch von ihren Artgenossen versorgt werden.
Nepotistischer Altruismus
Der nepotistische Altruismus (lat. nepos = Enkel, Neffe) bezieht sich auf altruistische Verhaltensweisen zwischen verwandten Lebewesen. Es wird angenommen, dass durch die Unterstützung der Artgenossen, gemeinsame Gene an nachkommende Generationen weitergegeben werden. Dadurch entsteht ein Selektionsvorteil.
Als Selektionsvorteil wird der Vorteil eines Lebewesens gegenüber einem anderem bezeichnet. Der Vorteil entsteht bspw. durch ein phänotypisches Merkmal (Erscheinungsmerkmal). Ein Beispiel hierfür wären dunkle Insekten, die auf dunklen Bäumen gut getarnt sind, während helle Insekten schneller auffallen und aufgefressen werden. Dunkle Insekten können demnach ihr Überleben sichern, sich fortpflanzen und sind dadurch im Vorteil.
Altruismus – Verwandtenselektion bei Eusozialität
Als extreme Ausprägung der Verwandtenselektion stellt sich die Eusozialität heraus. Mit Eusozialität bezeichnet man in der Biologie komplexes soziales Verhalten von Tieren anhand mehrerer Bedingungen. Die hieraus entstehenden Gemeinschaften werden zumeist als Staaten oder Kolonien bezeichnet.
Vorausgesetzt wird hierfür ein hohes Maß an Altruismus, denn es gibt eine feste Unterteilung von Aufgaben, wie den Nestbau oder die Feindabwehr. Die Bildung von einem Staat und auch die Eusozialität sind aus evolutionärer Sicht sehr erfolgreiche Strategien, um das Überleben der Spezies zu sichern.
Unter einem Staat versteht man in der Biologie eine Gemeinschaft von Tieren einer Art.
Altruismus bei Eusozialität
Eusozialität findet sich überwiegend bei Insekten wie bspw. Ameisen, Honigbienen und Feldwespen.
Bei Honigbienen ist es so, dass es nur eine Königin gibt, die ihre Gene an nächste Generationen weitergibt. Alle anderen sind entweder Arbeiterinnen oder Drohnen. Letztere sind für die Befruchtung der Königin zuständig, während Arbeiterinnen sich um die Versorgung und die Arbeit im Bienenstaat kümmern. So entsteht eine Hierarchie, wie sie in der Abbildung 1 dargestellt ist.
Nicht alle Staaten von Hautflüglern besitzen nur eine einzige Königin. Es gibt Arten, die mehrere Königinnen haben. Die sozialen Strukturen bleiben allerdings dieselben.
Die Arbeiterinnen dienen als Helfer der Fortpflanzungsfähigen, während sich ihre eigenen Geschlechtsorgane im Laufe der Zeit sogar zurückbilden. Sie sorgen dafür, dass ihre Geschwister besser aufwachsen können und stellen dadurch sicher, dass mehr ihrer eigenen Gene an nachkommende Generation weitergegeben werden: sie erhöhen ihre Gesamtfitness, indem sie indirekt Gene weitergeben, obwohl auf die direkte Weitergabe durch Nachkommen verzichtet wird.
Abbildung 1: Hierarchie der Honigbiene
Haplodiploidie
Verknüpft man jetzt die Theorie der Verwandtenselektion mit der Eusozialität, findet sich eine elegante Möglichkeit zu erklären, warum Eusozialität so erfolgreich ist und sich über Generationen durchsetzen konnte. In diesem Zusammenhang ist die Haplodiploidie wichtig.
Als Haplodiploidie wird ein Mechanismus zur Bestimmung des Geschlechts eines Individuums bezeichnet. Weibliche Individuen sind dabei diploid und männliche haploid.
Bei den Hautflüglern ist es so, dass das Geschlecht des Nachwuchses über die Haplodiploidie bestimmt wird. Das bedeutet so viel wie: aus befruchteten Eiern gehen immer Weibchen hervor und aus unbefruchteten immer Männchen. Das führt dazu, dass alle Weibchen die gesamten Allele des Vaters tragen und die Hälfte der Allele der Mutter. Die Arbeiterinnen sind demzufolge im Schnitt zu 75 % miteinander verwandt. Eigene Nachkommen wären nur 50 % im Mittel miteinander verwandt, was bedeutet, dass die Arbeiterinnen untereinander einen höheren Verwandtschaftsgrad haben, als mit ihren eigenen Nachkommen. Deshalb bietet sich die Theorie der Verwandtenselektion hier auch als Erklärung für Eusozialität.
Gleichzeitig ist es so, dass nicht alle Tiere mit haplodiploider Geschlechtsbestimmung eusozial sind. Zudem gibt es Tiere, die keine haplodiploidie Geschlechtsbestimmung haben und eusozial sind, wie im folgenden Beispiel.
Hierzu gehören bspw. Nacktmullen. Nacktmulle leben ohne Haplodiploidie in einem Staat und sind außerdem die einzigen eusozialen Säugetiere. Hier kann die Eusozialität von Vorteil sein, wenn z. B. unfruchtbare Tiere beim Graben von Tunneln, der Nahrungssuche und der Verteidigung des Baus helfen.
Letztlich führt das nämlich auch dazu, dass sich die Fitness der Einzelnen und daher die Gesamtfitness der Kolonie erhöht.
Altruismus – Vor- und Nachteile des Lebens in Gruppen
Das Leben in Tierverbänden und Staaten weist sowohl Vor- als auch Nachteile auf.
Vorteile
Zu den Vorteilen gehören unter anderem:
- Besserer Schutz gegen Raubfeinde
- Nahrungserwerb häufig leichter und weniger zeitintensiv
- Das Lernen durch Nachahmung wird erleichtert
- Gemeinsame Aufzucht von Nachwuchs (besser Schutz)
- Durch geregelte Arbeitsteilung steigt die Stabilität der Tiergruppe
Das Lernen durch Nachahmung ist bei der Aufzucht von Jungen durch die Erwachsenen und älteren Nachkommen besser möglich. Das verbessert die Überlebenschancen der jungen Tiere, da sie sich so abschauen können, vor welchen Gefahrenquellen sie sich schützen müssen und wie sie bestmöglich Nahrung beschaffen können.
Hyänenhunde bspw. können im Rudel größere Tiere erbeuten, als wenn sie allein auf die Jagd gehen würden. Zusätzlich können sie erbeutete Tiere auch besser vor Konkurrenten verteidigen.
Nachteile
Trotz einiger Vorteile hat das Leben in einem Tierverband auch Nachteile. Dazu gehören unter anderem:
- Ein erhöhtes Infektionsrisiko für Parasiten und Infektionskrankheiten.
- Konkurrenz um begrenzte Ressourcen wie Schlafplätze, Partner*innen für die Fortpflanzung und Nahrung.
- Teilweise Abhängigkeiten von Artgenossen, da sie physiologisch nur auf einen bestimmten Aufgabenbereich spezialisiert sind.
Altruismus – altruistisches Verhalten aus Sicht der Evolution
Aus Sicht der Evolution setzen sich Verhaltensweisen über Generationen erst durch, wenn das Verhalten die eigene Fitness in seiner Gesamtheit fördert.
Durch altruistisches Verhalten stärkt ein Lebewesen die Fitness eines anderen, während es augenscheinlich seine eigene Fitness schwächt. Da dies die Weitergabe der eigenen Gene nicht fördern würde, hätte es sich aus Perspektive der Evolution nicht durchsetzen können. Deshalb war es bisher ein Problem zu erklären, wie altruistische Verhaltensweisen in der Natur entstehen und sich über Generationen durchsetzen können.
Nach der Evolutionstheorie wird das Verhalten bevorzugt, welche eine möglichst hohe Anzahl an Nachkommen gewährleistet.
Allerdings bietet die Theorie der Verwandtenselektion eine Erklärung, indem der Begriff der individuellen Fitness um die indirekte Fitness zur Gesamtfitness erweitert wurde. Nicht nur die direkte sondern auch die indirekte Weitergabe der Gene an die nächste Generation spielen für die Fitness eines Individuums eine Rolle.
Altruismus – Das Wichtigste
- Altruismus bezeichnet uneigennütziges Verhalten, bei dem Ressourcen zum Wohle anderer aufgewendet werden.
- Die Zuversicht auf gegenseitige, u. a. zukunftige Unterstützung wird als reziproker Altruismus bezeichnet.
- Der nepotistische Altruismus bezeichnet die Unterstützung von Artgenossen, die nicht die eigenen direkten Nachfahren sind. Einen Erklärungsversuch bietet die Theorie der Verwandtenselektion.
- Nach der Theorie der Verwandtenselektion richtet sich das Ausmaß an altruistischem Verhalten nach dem Grad der Verwandtschaft bzw. dem Anteil gemeinsamer Gene.
- Je höher der Verwandtschaftsgrad, umso eher wird den Artgenossen geholfen.
- Unter Gesamtfitness versteht man in der Biologie den Erfolg eines Lebewesens, seine eigenen Gene an nachfolgende Generationen weiterzugeben.
- Gesamtfitness = direkte Fitness + indirekte Fitness
- Hilft ein Tier einem Artgenossen, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit zur Fortpflanzung durch Artgenossen (= indirekte Fitness) und infolgedessen die Gesamtfitness.
- Insekten wie Bienen bilden Staaten und verhalten sich eusozial und weisen ein hohes Maß an Altruismus auf. Es gibt eine feste Arbeitsteilung und nur wenige der Bienen sind fortpflanzungsfähig.
- Mittels der Haplodiploide kann festgestellt werden, dass Arbeiterinnen untereinander zudem einen höheren Verwandtschaftsgrad haben, als mit ihren eigenen Nachkommen.
- Auch andere Lebewesen können ohne die Nutzung von Haplodipliodie eusoziale Staaten aufbauen, wie die Nacktmulle.
Nachweise
- Manuela Lenzen (2003): Evolutionstheorien in den Natur- und Sozialwissenschaften. Campus Verlag.
- Spektrum.de: Altruismus. (07.08.22)
- Dorsch.hogrefe.de: Altruismus, reziproker. (07.08.22)
- David Sadava et al. (2019). Purves Biologie. Springer.
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