19.10.2013

BEHAWIORALNA I FIZJOLOGICZNA ADAPTACJA ZWIERZĄT DO ŚRODOWISKA

Zespół mechanizmów przystosowawczych organizmu: behawioralnych, nerwowych, hormonalnych, hemodynamicznych (ukł krążenia), odpornościowych, metabolicznych, anatomicznych i morfologicznych

Mechanizmy przystosowawcze organizmu mają szeroki zakres od prostych regulacji czynnościowych do bardziej złożonych czynności systemowych różnych układów i narządów organizmu.

Procesy przystosowawcze

1. Nieskomplikowane, oparte na prostych łukach odruchowych, regulacja homeostatyczna

2. Reakcje stresowe, obejmujące zmiany czynnościowe układu nerwowego i endokrynnego integrujących całość funkcji fizjologicznych

Adaptacja- uzyskana na drodze ewolucji gat lub zmienności osadniczej

-przystosowanie organizmu żywego do określonych warunków środowiska (np. wysokie i niskie temperatury, ciśnienie, zasolenie, dostęp do światła), które umożliwia mu większe szanse przeżycia i wydania potomstwa

Formy

-adaptacja morfologiczno-anatomiczna

-adaptacja fizjologiczna

-adaptacja behawioralna

Obecnie adaptacja ma szczególne znaczenie wobec postępującej degradacji środowiska

Adaptacja, stres → dobrostan zwierząt

-odpowiada na pytanie: jak zwierzę radzi sobie z presją środowiska

-to stan organizmu, w którym zwierzę potrafi dawać sobie radę z trudnościami w jego środowisku życia

-to cecha pojedynczego zwierzęcia

W danym czasie

Coping reagowanie organizmu na zmianę czynników zewnętrznych

Duży ← wysiłek zwierzęcia → mały

Rośnie ← reakcja stresowa → maleje

Mierzenie poziomu dobrostanu

-obserwacje behawioralne

-behawior jako wskaźnik dobrostanu

Etologia zwierząt

Obiektywistyczna biologiczna nauka o zachowaniu się organizmów żywych co ją różni od psychologii i psychologii porównawczej oraz zoopsychologii- będących naukami subiektywistycznymi

Określona także jako biologia zachowania się

Zachowanie się jest przedmiotem badań etologii

-skoordynowana reakcja osobnika, która służy zaspokojeniu określonej potrzeby- biologicznej, psychicznej lub społecznej- zachodzące pod wpływem czynników wewn lub bodźców zewn

W rozwoju poglądów na wyjaśnianiu zachowania się zwierząt można wyodrębnić 3 podejścia (kierunki w wyjaśnianiu zachowania zwierząt)

-psychologia zwierząt

-behawioryzm

-etologia

Zoopsychologia- kierunek, który w zachowaniu zwierząt akcentował ich subiektywne przeżycia. Zakładano, że przeżycia te odpowiadają analogicznym subiektywnym zjawiskom u ludzi. Zoopsychologia była krytykowana za antropomorfizm a jej osiągnięciem jest badanie zdolności percepcyjnych i obyczajów zwierząt.

Behawioryzm-kierunek, który w przeciwieństwie do zoopsychologii odrzucał potrzebę uwzględniania przeżyć subiektywnych. Behawioryści odrzucali metody badawcze stosowane w psychologii oraz negowali potrzebę zajmowania się zjawiskami psychologicznymi ze względu na ich subiektywny, a przez to niepoznawalny charakter. Osiągnięciem behawiorystów jest rozpowszechnienie metod badania u zwierząt wyuczonych reakcji ruchowych, obecnie zwanych reakcjami instrumentalnymi.

Etologia- współczesna nauka badająca zachowanie zwierząt. Kierunek, który rozwinął zarówno osiągnięcia zoopsychologów jak i behawiorystów. Uznaje istnienie zjawisk subiektywnych u zwierząt, jednakże nie opiera na nich interpretacji zachowania. Program jej został opracowany w latach 1930-1950 przez Konrada Lorenza, Nicolausa Tinbergena i Karola von Frischa, których uhonorowano Nagrodą Nobla.

Tinbergen- pytania badawcze

Jakie są czynniki wyzwalające zachowania zewn i wewn?

Jaki etap rozwojowy osobnika jest niezbędny, aby mógł on zrealizować określony behawioru?

Jaka jest historia ewolucyjna danego zachowania?

Jaki jest biologiczny sens danego zachowania?

Interpretacja zachowania

Tinbergen uważał, że przejaw jakiegoś zachowania się zwierzęcia można i należy wyjaśnić na 4 sposoby: przyczyna, ontogeneza, filogeneza, funkcja

Przykład- galop konia

Ustalenie przyczyny

-koń galopuje, ponieważ impulsy nerwowe z mózgu i rdzenia kręgowego prowadzą do skurczu włókien mięśniowych w sposób skoordynowany

-impulsy i skurcze mięśni występują z powodu określonych zmian fizjologicznych i biochemicznych i dają szereg reakcji chemicznych doprowadzających w rezultacie do określonego chodu

Wyjaśnienie zachowania się konia w oparciu o ontogenezę, czyli rozwój osobniczy

-koń galopuje, bo w okresie wczesnego rozwoju motywuje źrebię by nauczyło się koordynacji swoich kończyn i tułowia, które pozwoliła na galopowanie

Wyjaśnienie zachowania się konia w oparciu o filogenezę, czyli rozwój rodowy

-konie galopują, gdyż to wynika z ich ewolucji w kierunku poruszania się jak najbardziej sprawnego i przy dużej szybkości

-miliony lat temu przodkowie koni- zwierzęta, które nie poruszały się szybko i sprawnie- wyginęły

Wyjaśnienie w oparciu o funkcję (aspekt przystosowawczy)

-konie galopują, bo jest to najlepszy sposób, aby uniknąć drapieżników

-koń jest gat należącym do potencjalnych ofiar w łańcuchu troficznym i ucieczka to najskuteczniejsza strategia przeżycia konia na określonej przestrzeni

Formy zachowania się zwierząt

Behawior pełni kluczową rolę w adaptacji zwierząt

Zachowanie ↔ organizm ↔ środowisko

U zwierząt występują różne formy:

Proste:

-zachowania ukierunkowane (tropizmy i taksje) gdy ruch zorientowany względem działającego bodźca

-nieukierunkowane (nastie, kinezy) formy zachowania wywołane przez bodźce, ale nie są względem nich zorientowane

Złożone:

-zachowania instynktowne

Tropizm reakcje ruchowe wyst u niektórych zwierząt osiadłych polegające na zwrocie lub wygięciu części ciała pod wpływem określonych bodźców zewn w kierunku ich źródła (dodatni), w przeciwną (ujemny), np. światło.

W zależności od typu bodźca rozróżnia się fototropizm, hydrotropizm, fignotropizm (na bodziec dotykowy), trauma tropizm

Taksje reakcje ruchowe swobodnie przemieszczających się niżej uorganizowanych zwierząt na fizyczne bodźce kierunkowe

Np. wędrówka ku źródłu światła- fototaksja dodatnia, ucieczka od źródła ciepła- termotaksja ujemna

Nastie reakcje ochronne polegające na skurczach całego ciała, wyst u zwierząt o promienistej symetrii ciała (jamochłony, pierścienice osiadłe, pierwotniaki i zwierzęta zdolne do zwijania się- jeże węże). Nie powoduje ruchu osobnika w przestrzeni (skurcz polegający na zamknięciu się całego ciała np. u polipów, jeży wymoczków)

Kinezy reakcje lokomotoryczne, bezkierunkowe swobodnie poruszających się zwierząt, zachodzące pod wpływem bodźca. Ruch całego drobnego prostego organizmu (pierwotniaki, stawonogi) będące reakcją na bodźce. W odróżnieniu od taksji, ruch ten nie jest związany z kierunkiem bodźca, ale z jego natężenia. Ruch postępowy zwierzęcia jest powodowany zmianą natężenia działającego bodźca np. temp, oświetlenia, wilgotności.

Formy złożone

Wg Tinbergena instynkt to wrodzona zdolność zwierzęcia do wieloetapowego zachowania się złożonego z biologicznie celowych (przystosowawczych) reakcji opartych na swoistym popędzie, wyzwalanego i sterowanego przez bodźce zewnętrzne

Cechy zachowania się instynktowego zwierzęcia

-wrodzone, niewyuczone

-typowe dla danego gatunku

-mające mechanizm popędowy

-stereotypowe

-złożone

-adaptatywne (zdolne do zmian i doskonalenia)

Popęd wewn proces nerwowy aktywizujący do działania. Uruchomienie popędu prowadzi do zaspokojenia określonej potrzeby zwierzęcia

Mechanizm popędowy instynktów zwierząt

Pobudzaniu i zaspokajaniu popędów towarzyszą różne stany emocjonalne zw. Można je rozpoznać na podstawie

↓ ↓

Fizjologicznych Behawioralnych

Przejawów emocji

Przejawy fizjologiczne stanów emocjonalnych

To głównie objawy wegetatywne (regulowane przez układ nerwowy wegetatywny)

-zmiany ciśnienia tętniczego krwi

-częstość skurczów serca

-szerokość źrenic

-zwężanie lub rozszerzanie naczyń skórnych

-zmiany częstości oddechów

-zmiany stężenia hormonów we krwi

Przejawy behawioralne stanów emocjonalnych

-ucieczka, walka, pobudzenie ruchowe (bieganie, skakanie, ruchy ogonem) lub znieruchomienie

-wokalizacja (emocje pozytywne- niższe tony, negatywne- wysoka częstotliwość, duże natężenie)

-przyjmowanie póz ciała (grożenia- np. grożenie głową, uległości, ustawienie uszu- np. u koni)

Bodziec kluczowy	Faza zachowania instynktownego
Popęd endogenny Egzogenny popęd wyzwalający Bodziec konsumacyjny	Faza zachowania APETENCYJNEGO (przygotowawczego) I etap- poszukiwawczy (szukanie określonego celu) II etap zachowania apetencyjnego Faza zachowania spełniającego (konsumacyjnego) zachowanie się na określony cel Faza uspokojenia- nasycenia po osiągnięciu celu

Instynkt pokarmowy u drapieżników

Etap	Bodziec kluczowy	Zachowanie się
Zachowanie apetencyjne	Popęd – głód Odgłosy wydawane przez ofiarę Widok ofiary	Poszukiwanie ofiary (węszenie, bieganie) Zbliżanie się do ofiary, odnalezienie jej Atak- polowanie na ofiarę
Działanie spełniające	Zapach, smak ofiary	Kąsanie, gryzienie, połykanie

Instynkt pokarmowy u roślinożernych zwierząt gospodarskich

Etap	Bodziec kluczowy	Zachowanie się
Zachowanie apetencyjne	Popęd – głód Odgłosy związane z zadawaniem paszy Widok paszy	Poszukiwanie pożywienia Często wzmożona aktywność motoryczna
Działanie konsumacyjne	Zapach, smak paszy	Gryzienie, połykanie

Klasyfikacja instynktów

-instynkty związane z dążeniem do zachowania istnienia osobnika (pokarmowy, obronny, badawczy)

-instynkty związane z dążeniem do zachowania gatunku (płciowy, rodzicielski)

-instynkty związane z dążeniem do zachowania społeczeństwa- zespołowe żywienie się, wychowywanie potomstwa, kolektywna termoregulacja, obrona, budowle społeczne

Wzorce aktywności dobowej a adaptacja

-rytmika dobowa

-zegar biologiczny ↔ istotna rola w adaptacji zwierząt do środowiska

-rytm sen-czuwanie

Zegar biologiczny

W latach 1920-1930 stwierdzono, że odpowiedź fizjologiczną i behawioralną na sezonowe zmiany środowiskowe …………………………………

Rytmy biologiczne

Są endogenne, wrodzone, uwarunkowane genetycznie = do zapoczątkowania przebiegów powtarzających się procesów nie są konieczne bodźce zewnętrzne

Są generowane przez wewn oscylatory tzw zegary biologiczne

Utrzymywanie się rytmów nawet w tzw środowisku bezsygnałowym

Wewnętrzny zegar skupiska neuronów tzw podwzgórzowymi jądrami nadskrzyżowaniowymi (SCN)

Jądra nadskrzyżeniowe (w podwzgórzu nad skrzyżowaniem nerwów wzrokowych) odpowiadają za regulację rytmów fizjologicznych, biochemicznych i behawioralnych.

Współdziałanie 3 struktur OUN w regulacji rytmów

Siatkówka

↓ przekaz inf o warunkach oświetlenia środowiska zewn

SCN

↓ koordynacja cykliczności procesów

Szyszynka (synteza melatoniny-podst biochem sygnału ciemności koordynującego rytmy biolog)

Wyznacznik zmian w środowisku- ŚWIATŁO

Światło to gł synchronizator (dawca czasu) procesów fizjologicznych i behawioralnych zwierząt z warunkami środowiskowymi (ma wpływ w skali roku i doby).

Inne sygnały, np. temp, dźwięki, aktywność ruchowa, interakcje socjalne, mogą też odgrywać rolę dawców czasu (środowiska bez dostępu do światła- głębiny morskie, jamy)

Okołodobowe i około roczne rytmy biologiczne- istotna rola w adaptacji zwierząt do środowiska