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15.11.1 : Comportement inné - Biologie

15.11.1 : Comportement inné - Biologie


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Le comportement est une action qui modifie la relation entre un organisme et son environnement. Un comportement peut survenir à la suite de

  • un stimulus externe (par exemple, la vue d'un prédateur)
  • stimulus interne (par exemple, la faim)
  • ou, plus souvent, un mélange des deux (par exemple, comportement d'accouplement)

Il est souvent utile de distinguer entre

  • comportement inné = comportement déterminé par le "câblage" du système nerveux. Une salamandre élevée loin de l'eau longtemps après que ses frères et sœurs aient commencé à nager avec succès nagera tout aussi bien qu'eux la toute première fois qu'elle sera mise dans l'eau. Il est clair que cette réponse plutôt élaborée est « intégrée » dans l'espèce et non quelque chose qui doit être acquis par la pratique.
  • comportement appris = comportement altéré de manière plus ou moins permanente en raison de l'expérience de l'organisme individuel (par exemple, apprendre à bien jouer au baseball).
  • Cependant, une analyse minutieuse révèle souvent qu'un comportement particulier est une combinaison de composants innés et appris.

Exemples de comportement inné :

  • impôts
  • réflexes
  • instinct

Impôts

Certains organismes répondent à un stimulus en se déplaçant automatiquement directement vers ou en s'éloignant ou selon un angle défini par rapport à celui-ci. Ces réponses sont appelées taxes. Ils sont similaires aux tropismes chez les plantes, sauf que la locomotion réelle de l'organisme entier est impliquée. Lien vers une discussion détaillée.

Réflexes

Le réflexe de retrait

Lorsque vous touchez un objet chaud, vous retirez rapidement votre main en utilisant le réflexe de retrait.

Voici les étapes :

  • Le stimulus est détecté par récepteurs dans la peau.
  • Ceux-ci initient l'influx nerveux dans les neurones sensoriels allant des récepteurs à la moelle épinière.
  • Les impulsions se déplacent dans la moelle épinière où les terminaisons nerveuses sensorielles se synapsent avec interneurones.
    • Certains de ces synapses avec motoneurones qui sortent de la moelle épinière et pénètrent dans les nerfs mixtes qui mènent aux fléchisseurs qui retirent votre main.
    • D'autres se synapsent avec des interneurones inhibiteurs qui suppriment toute sortie motrice vers des extenseurs dont la contraction interférerait avec le réflexe de retrait.

Le réflexe d'étirement

Les réflexe d'étirement est examiné (avec un schéma) sur une page séparée. Lien vers celui-ci.

Instincts

Les instincts sont des modèles de comportement complexes qui, comme les réflexes, sont innés, plutôt rigides et précieux pour adapter l'animal à son environnement. Ils diffèrent des réflexes par leur complexité. Le corps entier participe au comportement instinctif, et une série élaborée d'actions peut être impliquée.

Le comportement de grattage d'un chien et d'un bouvreuil européen, illustré ici, fait partie de leur patrimoine génétique. Le comportement répandu de se gratter avec un membre postérieur croisé sur un membre antérieur commun à la plupart des oiseaux, des reptiles et des mammifères. (Photo reproduite avec l'aimable autorisation de Rudolf Freund et Scientific American, 1958.) Ainsi, les instincts sont hérités tout comme la structure des tissus et des organes. Un autre exemple.

  • L'inséparable africain à face de pêche transporte des matériaux de nidification sur le site de nidification en les repliant dans ses plumes.
  • Son proche parent, l'inséparable de Fischer, utilise son bec pour transporter les matériaux de nidification.
  • Les deux espèces peuvent s'hybrider. Lorsqu'ils le font, la progéniture ne réussit qu'à transporter du matériel de nidification dans leur bec. Néanmoins, ils essaient invariablement d'essayer de rentrer les matériaux dans leurs plumes en premier.

Comportement de recherche de nourriture

La recherche de nourriture est un comportement crucial pour les animaux. Comme tout comportement, il nécessite l'interaction de nombreux composants. Néanmoins, il s'avère que chez certains animaux, au moins, le comportement de recherche de nourriture peut être modifié par un seul gène.

Drosophila melanogaster

La découverte du contrôle génétique de la recherche de nourriture chez la drosophile a commencé avec les observations de Marla Sokolowski alors qu'elle était étudiante de premier cycle en biologie à l'Université de Toronto.

Elle a remarqué que les larves de drosophile, se nourrissant dans ses récipients de culture, présentaient l'un des deux modes d'alimentation distincts :

  • "les vagabonds" qui se déplaçait rapidement à la surface du milieu de culture
  • "gardiens qui se nourrissait à un rythme beaucoup plus tranquille

Elle a ensuite découvert que ce modèle de comportement « bimodal »

  • continué lorsque les larves sont devenues adultes
  • était présente dans les populations de mouches des fruits sauvages, pas seulement dans ses colonies de laboratoire

Après de nouvelles années de recherche, elle a montré que le comportement est sous le contrôle d'un seul gène, nommé pour (« butinage »). Deux allèles sont présents, à des fréquences presque égales, c'est-à-dire pour est polymorphe.

  • pourR, qui est dominant
  • pours, le récessif
  • Environ 70 % des populations naturelles sont des rovers qui sont soit homozygotes pour pourR ou hétérozygote (pourR/pours).
  • Les gardiens sont homozygotes pour pours

Les deux allèles codent un PKG, une protéine kinase (une enzyme qui attache des groupes phosphate aux protéines cibles) qui est activée par le "second messager" GMP cyclique (cGMP). L'enzyme codée par le pourR allèle est plus actif que celui codé par pours. Elle et ses collègues ont réussi à insérer pourR ADN dans les gardiens qui deviennent rapidement des rovers.

Pourquoi ce polymorphisme ? Pourquoi les allèles de deux comportements si différents devraient-ils être maintenus à une fréquence aussi élevée dans la population ?

Une réponse possible : elle permet à la population de prospérer dans des conditions alimentaires variables :

  • les gardiens sont favorisés lorsque la nourriture est abondante
  • les rovers sont favorisés lorsque la concurrence pour la nourriture est forte, comme dans les cultures surpeuplées

Abeilles

Les abeilles ont leur version du pour gène, appelé Amfor ("Apis mellifera pour"). Il code lui aussi pour une protéine kinase dépendante du GMPc (PKG). Lorsque les abeilles ouvrières éclosent pour la première fois, elles restent dans la ruche et s'occupent de diverses tâches ménagères, comme nourrir les larves. Mais quand ils ont 2-3 semaines, ils quittent la ruche et commencent à chercher du nectar et du pollen. Ce changement de comportement coïncide avec l'expression accrue de Amfor. Lorsque des ouvrières nouvellement écloses sont traitées avec cGMP, la quantité de PKG dans leur cerveau augmente et ils commencent rapidement à chercher leur nourriture au lieu de faire le ménage.

Interaction des stimuli internes et externes

Le comportement instinctif dépend souvent des conditions de l'environnement interne. Chez de nombreux vertébrés, la parade nuptiale et le comportement d'accouplement ne se produisent que si des hormones sexuelles (œstrogènes chez les femelles, androgènes chez les mâles) sont présentes dans le sang. L'organe cible est une petite région de l'hypothalamus. Lorsqu'il est stimulé par les hormones sexuelles dans son apport sanguin, l'hypothalamus initie les activités menant à l'accouplement. Le niveau d'hormones sexuelles est, à son tour, régulé par l'activité du lobe antérieur de l'hypophyse.

La figure ci-dessus décrit les interactions des stimuli externes et internes qui conduisent un animal, comme un lapin, à voir un partenaire sexuel et à s'accoupler avec lui.

Libérateurs du comportement instinctif

Une fois que le corps est préparé à certains types de comportement instinctif, un stimulus externe peut être nécessaire pour initier la réponse. N. Tinbergen (qui a partagé le prix Nobel 1973 avec Konrad Lorenz et Karl von Frisch) a montré que le stimulus n'a pas nécessairement besoin d'être approprié pour être efficace.

  • Pendant la saison de reproduction, la femelle épinoche à trois épines suit normalement le mâle à ventre rouge (une sur la figure) au nid qu'il a préparé.
  • Il la guide dans le nid (b) puis
  • pousse la base de sa queue (c).
  • Elle pond ensuite des œufs dans le nid.
  • Après cela, le mâle la chasse du nid, y pénètre lui-même et féconde les œufs ().
  • Bien que ce soit le schéma normal, la femelle suivra presque n'importe quel petit objet rouge jusqu'au nid, et une fois dans le nid, ni le mâle ni aucun autre objet rouge n'a besoin d'être présent.
  • Tout objet la touchant près de la base de sa queue lui fera libérer ses œufs.

C'est comme si elle était amorcée en interne pour chaque élément de comportement et n'avait besoin que d'un seul signal spécifique pour libérer le modèle de comportement. Pour cette raison, les signaux qui déclenchent des actes instinctifs sont appelés déclencheurs. Une fois qu'une réponse particulière est libérée, elle se termine généralement même si le stimulus a été supprimé. Un ou deux aiguillons à la base de sa queue libéreront toute la séquence d'actions musculaires impliquées dans la libération de ses œufs.

Les signaux chimiques (par exemple, les phéromones) servent de déclencheurs importants pour les insectes sociaux : fourmis, abeilles et termites. Beaucoup de ces animaux émettent plusieurs phéromones différentes qui provoquent, par exemple, un comportement d'alarme, un comportement d'accouplement et un comportement de recherche de nourriture chez d'autres membres de leur espèce.

Les glandes mammaires des mères lapins domestiques émettent une phéromone qui déclenche le comportement d'allaitement immédiat de leurs bébés (petits). Une bonne chose aussi, car les mères ne consacrent que 5 à 7 minutes par jour à nourrir leurs chiots, elles feraient donc mieux d'être rapides.

Les études de Tinbergen et d'autres ont montré que les animaux peuvent souvent être amenés à répondre à des déclencheurs inappropriés. Par exemple, un rouge-gorge mâle défendant son territoire attaquera à plusieurs reprises un simple bouquet de plumes rouges au lieu d'un rouge-gorge empaillé qui n'a pas la poitrine rouge des mâles.

Bien qu'un tel comportement semble inapproprié à nos yeux, il révèle une caractéristique cruciale de tout comportement animal : les animaux répondre sélectivement à certains aspects de l'apport sensoriel total qu'ils reçoivent. Les animaux passent leur vie bombardés par une myriade d'images, de sons, d'odeurs, etc. Mais leur système nerveux filtres cette masse de données sensorielles, et ils ne répondent qu'aux aspects pour lesquels l'histoire évolutive de l'espèce s'est avérée importante pour la survie.


15.11.1 : Comportement inné - Biologie

Comportement est le changement d'activité d'un organisme en réponse à un stimulus. Biologie comportementale est l'étude des bases biologiques et évolutives de tels changements. L'idée que les comportements ont évolué en raison des pressions de la sélection naturelle n'est pas nouvelle. Pendant des décennies, plusieurs types de scientifiques ont étudié le comportement animal. Les biologistes le font dans la science de éthologie psychologues dans la science de la psychologie comparée et d'autres scientifiques dans la science de la neurobiologie. Les deux premières, l'éthologie et la psychologie comparée, sont les plus importantes pour l'étude de la biologie comportementale.

L'un des objectifs de la biologie comportementale est de distinguer les comportements innés , qui ont une forte composante génétique et sont largement indépendantes des influences environnementales, de la comportements appris , qui résultent du conditionnement environnemental. Le comportement inné, ou instinct, est important car il n'y a aucun risque qu'un comportement incorrect soit appris. Ils sont « câblés » dans le système. D'autre part, les comportements appris, bien que plus risqués, sont flexibles, dynamiques et peuvent être modifiés en fonction des changements de l'environnement.


Ce n'est pas une référence à notre comportement (bien que, bien sûr, certaines personnes agissent comme des animaux). C'est une référence au fait que les humains sont des créatures biologiques, autant que les crocodiles, les couguars et les capybaras. Nous sommes le produit de millions d'années d'évolution, notre constitution physique change pour nous rendre plus aptes à survivre et à nous reproduire.

Cependant, bien que les humains soient des animaux, nous avons aussi quelque chose qu'aucun autre animal n'a : la structure sociale la plus complexe sur Terre. Nous nous rassemblons en familles, tribus, clans, nations. Nous avons une méthode d'interaction incroyablement sophistiquée : la parole. Nous pouvons communiquer dans le temps et à distance grâce à l'impression et à la diffusion. Nos souvenirs sont les plus longs, nos interactions les plus complexes, notre perception du monde à la fois la plus large et la plus détaillée.

La combinaison de la biologie et de la société est ce qui fait de nous ce que nous sommes et ce que nous faisons. La biologie guide nos réponses aux stimuli, sur la base de milliers de générations d'ancêtres survivant grâce à leurs réponses. Nos structures sociales dictent des restrictions et des modifications dans la façon dont nous réalisons nos réponses biologiques.

Ni la biologie ni la société ne sont indépendantes l'une de l'autre. Pour certaines personnes, c'est une contradiction - soit la nature (la biologie) contrôle les gens, soit l'éducation (la société) le fait. Mais en fait, nous filtrons tout à travers les deux pour déterminer comment nous réagissons aux stimuli. Ce qui suit est une discussion des deux côtés de la nature humaine : premièrement, la base biologique de nos réponses au monde qui nous entoure, et deuxièmement, les facteurs sociaux qui affectent ces réponses et font de nous des humains.

LA BASE BIOLOGIQUE DU COMPORTEMENT HUMAIN

Les trois principaux éléments que la biologie contribue au comportement humain sont : 1) l'auto-préservation 2) la raison de l'auto-préservation, la reproduction et 3) une méthode pour améliorer l'auto-préservation et la reproduction, la cupidité. Je vais discuter de chacun à tour de rôle.

La préservation de soi, c'est se maintenir en vie, que ce soit physiquement ou psychologiquement. Ce dernier comprend la santé mentale ou économique. (Étant donné que les êtres humains sont des créatures très sociales, nous pouvons également appliquer l'auto-préservation à d'autres personnes, telles que nos familles. Cependant, j'en discuterai dans le prochain chapitre.)

BASE BIOLOGIQUE DE L'AUTO-CONSERVATION

Une lionne lentement, furtivement, traverse les hautes herbes vers le troupeau de gnous. Une biche, inconsciente du danger tapi dans l'herbe, se sépare légèrement du troupeau. Avec une précipitation, la lionne se précipite dans une course pour abattre la biche. La biche effrayée s'enfuit, courant et fait une embardée, essayant de s'échapper. La lionne, incapable de suivre le rythme, abandonne et la biche s'échappe dans le troupeau.

Un zèbre n'a pas cette chance, et l'orgueil se régale.

Le Donner Party était un groupe de colons qui se rendaient en Californie en 1846. Piégés par la neige dans les montagnes de la Sierra Nevada, ils ont survécu du mieux qu'ils ont pu. Cela incluait le recours au cannibalisme lorsqu'ils manquaient de nourriture, mangeant les corps de ceux qui étaient morts.

Pour réussir en tant qu'espèce, les membres de cette espèce doivent avoir le désir de survivre assez longtemps pour transmettre leurs gènes à leur progéniture. Une espèce avec un désir de mort s'éteint assez rapidement. Les espèces qui ne meurent pas ont des membres qui ont consacré une certaine attention à rester en vie assez longtemps pour avoir des petits. C'est de ces individus et donc de ces espèces que descendent tous les êtres vivants.

Le désir de rester en vie est instinctif, ancré dans la psyché de l'organisme. L'organisme recherchera les éléments de son environnement qui augmenteront ses chances de survie. Ceux-ci comprennent la nourriture, l'eau, l'oxygène et des périodes de repos pour permettre au corps de réparer l'usure des tissus.

Alternativement, il évitera ou éludera les éléments qui pourraient réduire ses chances de survie. Ces dangers incluent les prédateurs, la famine, la déshydratation, l'asphyxie et les situations pouvant causer des dommages au corps.

Ces pulsions de recherche ou d'évitement influencent le comportement des organismes : les bactéries à la recherche de fer se déplaceront vers le magnétisme, les gnous migreront sur des centaines de kilomètres pour trouver de nouveaux pâturages, un humain aura recours au cannibalisme, une amibe s'échappera d'un courant électrique, une antilope s'enfuira d'un lion, un humain obéira à un tueur ou résistera à la torture.

Le désir de rester en vie est aussi un instinct égoïste, puisque c'est la survie personnelle que recherche l'organisme. La raison en est expliquée sous REPRODUCTION.

Survie par l'évolution

Une expression qui a souvent été mal citée, "Survival of the Fittest", signifie en fait la survie de l'ajustement. Par forme, je veux dire qu'un organisme possède les attributs qui lui permettent de tirer le meilleur parti de son environnement : se nourrir, boire, s'oxygéner, se reposer, faire l'amour. Mieux il le fait, plus il est en forme.

À ce stade, je devrais discuter de la niche. Une niche est une position au sein d'un environnement qui requiert certains attributs pour exploiter cet environnement. Un environnement peut contenir toute une variété d'éléments : quantité d'eau, de l'océan au type de terre désertique, de la boue des marais à la roche solide quantité de végétation, d'aucune (l'Arctique et l'Antarctique) à abondante (forêts tropicales). Il peut également contenir de la vie animale, des plus petits insectes aux baleines bleues et tout le reste. C'est la combinaison et le degré de chacun de ces éléments qui créent des niches.

A titre d'exemple, regardons un seul de ces éléments. Disons qu'il y a beaucoup de petits animaux, comme des souris, dans une zone. Un petit carnivore comme un chat sauvage pourrait trouver beaucoup de nourriture. Ainsi, il s'intégrerait dans ce créneau et prospérerait. Cependant, lorsque le nombre de souris diminue, le chat sauvage peut trouver moins de nourriture et a moins de chances de survie.

Si le chat sauvage est en concurrence avec d'autres petits carnivores, comme les renards, celui qui est particulièrement bon en tant que prédateur, par sa ruse, sa vitesse ou un autre attribut, attrapera plus de nourriture. Cela diminue la quantité de nourriture disponible pour la compétition et chasse ainsi la compétition. Si le renard est meilleur pour attraper les souris (c'est-à-dire qu'il est plus en forme) que le chat sauvage, le chat sauvage mourra ou devra se déplacer vers une autre niche dans laquelle il sera le meilleur prédateur.

D'un autre côté, s'il n'y a pas de petits animaux mais beaucoup de gros animaux, comme l'antilope, ni un renard ni un chat sauvage n'auraient beaucoup de succès à les chasser. Ainsi, ils ne rentreraient pas dans un tel créneau. Cependant, les grands carnivores tels que les lions le feraient.

Bien sûr, rien ne reste éternellement pareil. Les niches se modifient en raison des changements géologiques, climatiques et, de nos jours, causés par l'homme dans la terre, l'eau et l'air. Un volcan peut créer une nouvelle île. Une ère glaciaire peut emprisonner d'énormes quantités d'eau dans les calottes glaciaires et les glaciers, créant des zones de terre où les océans roulaient autrefois. La dérive des continents peut pousser les fonds marins au sommet des montagnes. Les humains peuvent abattre des forêts et construire des villes. Tous ces changements modifient les niches, les conditions environnementales dans lesquelles vit la vie dans ces niches.

Bien sûr, cela signifie que la vie doit également changer, pour s'adapter aux nouvelles conditions. Si ce n'est pas le cas, il meurt. Un exemple est un papillon en Angleterre. C'était à l'origine un blanc chiné, ce qui lui permettait de se fondre dans l'écorce claire des arbres de sa région. Cependant, au 19ème siècle, les usines de cette région ont commencé à cracher de la suie de leurs cheminées qui se sont déposées sur les arbres, changeant l'écorce des arbres du blanc tacheté au noir tacheté. Le papillon ne pouvait plus se fondre dans la masse et était donc une proie facile pour les oiseaux. Cependant, certains des papillons étaient plus foncés et donc moins visibles. Après quelques générations de ces papillons plus sombres ayant survécu et transmis leurs gènes, la couleur standard est passée au noir tacheté, et le papillon, se fondant maintenant dans l'écorce sombre, survit.

Notez que de tels changements ne sont pas des décisions conscientes prises par l'organisme : le papillon ne s'est pas dit : " L'écorce devient sombre - je ferais mieux de changer de couleur aussi." C'est simplement qu'il y a des variations entre les individus dans toutes les espèces. (un avantage de la reproduction sexuée et de sa combinaison de gènes). Certaines de ces variations sont préjudiciables : les variations de la teigne noire étaient des proies faciles lorsque l'écorce des arbres était claire. Cependant, à mesure que les conditions d'un créneau changent, ces mêmes variations peuvent devenir avantageuses, augmentant plutôt qu'affaiblir les chances de survie.

De tels changements dans les caractéristiques physiques d'un organisme sont, bien entendu, accidentels. S'il n'existe aucune variation dans une espèce qui contribue à la survie lorsque les conditions changent, ou si les conditions changent trop rapidement pour que des variations avantageuses soient transmises à suffisamment de descendants (1), l'espèce peut disparaître.

Survie par la stratégie

D'autres changements dans un organisme peuvent se développer au fil du temps. Ce sont des stratégies de survie, plutôt que des changements physiques, qui améliorent les chances de survie de l'organisme. Par exemple, certains animaux ont perfectionné la technique de l'hibernation pendant les périodes où l'alimentation est faible. Les marmottes ont développé une structure sociale qui fournit des guetteurs qui surveillent les prédateurs et sonnent un avertissement lorsqu'ils apparaissent. Les chiens de prairie creusent leurs terriers avec plusieurs entrées et sorties, donc si un prédateur entre par une porte, les chiens peuvent sortir par une autre.

Ces stratégies de survie sont des adaptations à des conditions de niche, mais contrairement aux changements physiques, ce ne sont pas nécessairement des changements génétiques. Des stratégies telles que l'hibernation, bien sûr, nécessitent des gènes qui modifient la physiologie de l'animal pour ralentir le rythme cardiaque, abaisser la température corporelle et autrement diminuer son métabolisme. D'autres sont instinctifs, câblés génétiquement dans le cerveau de l'animal, comme le faon qui se recroqueville et se fige lorsque les prédateurs sont là.

Cependant, certaines stratégies de survie sont des comportements appris. C'est-à-dire que les jeunes les apprennent d'animaux plus âgés qui les ont appris de leurs ancêtres. Par exemple, la plupart des prédateurs enseignent à leurs petits les techniques d'une chasse réussie. En général, il apparaît que plus la complexité du système nerveux de l'animal est élevée, plus les stratégies sont probablement apprises plutôt qu'instinctives. Les requins, avec un système nerveux relativement simple, chassent par instinct et n'ont besoin d'aucune instruction sur la façon de s'y prendre. Les Lions, avec un système complexe, doivent apprendre les techniques de furtivité, de traque et d'attaque.

Encore une fois, chez la plupart des animaux, les stratégies ne sont pas des décisions conscientes, mais des réponses à des stimuli tels que la faim, la soif, l'asphyxie, la peur ou l'épuisement. Si les conditions changent de sorte que la stratégie instinctive est dangereuse plutôt que bénéfique, l'animal peut mourir. Par exemple, la réponse gelée du faon à la peur serait mortelle s'il n'y avait pas de couverture pour se cacher pendant qu'il était gelé. La stratégie du bœuf musqué consiste à former un cercle stationnaire avec les jeunes au centre et les membres plus âgés tournés vers l'extérieur, plutôt que de s'enfuir. C'est excellent contre les loups, mais mortel face aux lances et aux fusils (parfait, cependant, pour la stratégie de survie humaine de la chasse en groupe avec des armes). Le bœuf musqué ne peut pas consciemment décider que cette stratégie ne fonctionne pas et qu'il doit en essayer une autre.

La combinaison de réponses génétiques et apprises aux stimuli crée la réaction d'un animal aux stimuli. Par exemple, la réaction instinctive génétiquement dictée à une menace à l'auto-préservation est le syndrome de « combat ou fuite ». Lorsqu'il est menacé, un animal subit plusieurs changements physiologiques qui sont devenus génétiquement ancrés dans le corps de l'animal. Les changements comprennent une augmentation du taux de respiration pour fournir plus d'oxygène aux muscles, un rythme cardiaque accéléré pour accélérer le flux sanguin, une diminution de la sensibilité à la douleur et des changements dans la circulation sanguine, y compris une injection d'adrénaline et un détournement de les organes aux muscles. Ces changements physiologiques préparent l'animal à se battre pour sa survie ou à fuir le danger.

Cependant, les réponses apprises peuvent atténuer l'instinct, selon la complexité du système nerveux de l'animal. Cette complexité augmente les options d'un animal pour réagir aux stimuli. Par exemple, une amibe évitera automatiquement un champ électrique - une réaction instinctive non atténuée par une stratégie de survie. Un rat affamé, cependant, traversera une grille électrifiée qui lui donnera des chocs douloureux s'il y a de la nourriture de l'autre côté. Il peut apprendre une stratégie de survie - les chocs, bien qu'ils provoquent les changements physiologiques instinctifs de combat ou de fuite, ne vont pas le tuer. La famine le fera.

AUTO-CONSERVATION ET HUMAINS

Tout ce qui précède s'applique à l'homme autant qu'à tout autre animal : l'homme désire sa survie personnelle cherche à manger, à boire, à se reposer, le sexe s'insérer dans des niches doit s'adapter aux conditions changeantes.

Les humains sont soumis aux mêmes stimuli et réactions que tout autre animal. La faim, la soif, l'asphyxie, la peur et l'épuisement sont des sensations physiques qui provoquent des réactions physiques instinctives. La plupart de ces réactions sont désagréables et les gens évitent les stimuli qui les provoquent ou, s'ils sont inévitables, prennent des mesures pour les réduire. Ainsi, vous mangez quand vous avez faim, buvez quand vous avez soif, luttez pour l'air, fuyez des situations dangereuses, dormez. Dans tous les cas, les réactions sont bonnes en ce sens qu'elles vous disent que vous êtes dans une situation qui pourrait entraîner des blessures ou la mort. Ces réponses sont instinctives et nous n'avons pas plus de contrôle sur elles que sur la couleur de nos yeux.

En fait, nous contrôlons la couleur de nos yeux. La raison pour laquelle nous le faisons est pourquoi notre approche de l'auto-préservation est différente de toutes les autres créatures. Nous avons un cerveau capable de percevoir et de résoudre les problèmes. Nous changeons la couleur de nos yeux avec des lentilles de contact. Nous réagissons à une situation menaçante en appliquant notre cerveau au problème et en y trouvant une solution.

La différence entre les humains et les autres animaux est que, contrairement à tout autre animal (pour autant que nous le sachions), nous pouvons répondre ou modifier consciemment notre réponse à un stimulus. Le plus grand exemple réside dans l'existence de parcs d'attractions, où les gens se soumettent délibérément à des stimuli que toute autre créature sur terre s'efforcerait d'éviter. Imaginez, si vous le pouvez, la réaction d'un chien à des montagnes russes. S'il ne sautait pas au premier mouvement, il grinçait des dents au fond de la voiture jusqu'à ce qu'il ait probablement une crise cardiaque. Pourtant, les humains font de tels manèges pour le plaisir, nos esprits acceptant que le manège est sûr, et contrôlent ainsi la terreur qu'une telle chose causerait chez toute autre créature.

En effet, les manifestations physiques du stress au travail, telles que les ulcères, les maux de tête, les dépressions nerveuses, sont souvent considérées comme le résultat du syndrome de lutte ou de fuite au travail sur le corps, tandis que l'esprit est tenu de rester sous des stimuli qu'aucun autre créature accepterait volontiers. Par exemple, être engueulé par votre patron provoquerait, chez un autre animal, une bagarre ou la fuite du réprimandé. Les humains, cependant, se lèvent, écoutent, hochent la tête, disent "oui, je comprends" et se remettent au travail (probablement en marmonnant des commentaires peu flatteurs sur le patron dans leur souffle).

Plus encore, les humains peuvent modifier plutôt que simplement s'adapter aux environnements dans lesquels nous nous trouvons pour améliorer nos chances de survie. L'invention de l'agriculture et la domestication des animaux ont amélioré l'approvisionnement alimentaire la construction d'habitations a amélioré l'abri des éléments la science et la médecine ont considérablement augmenté la durée de vie humaine et la qualité de cette vie. L'ingéniosité humaine a modifié tous les aspects du monde pour améliorer la vie humaine.(2)

Cependant, les humains vivent dans une société extrêmement complexe. Ainsi, l'auto-préservation est une proposition beaucoup plus compliquée que chez les autres animaux. Manger pour satisfaire sa faim, c'est plus que simplement trouver une végétation appropriée ou un abri de chasse pour se reposer et la récupération est plus que trouver une grotte ou un nid pratique éviter les prédateurs est difficile car il est souvent difficile voire impossible de dire ce qu'est un prédateur (les seuls vrais sur les humains sont d'autres humains). Même éviter les situations dangereuses (comme les accidents de voiture) est difficile en raison de la technologie humaine. Les choses peuvent arriver si rapidement que le danger n'est pas apparent jusqu'à ce qu'il soit trop tard pour faire quoi que ce soit.

Pour faire face à la complexité, la société humaine est devenue, dans une large mesure, une société économique. C'est-à-dire que les connexions entre des personnes non apparentées sont souvent basées sur la répartition des ressources (les personnes apparentées se connectent davantage par l'attachement personnel). Je discuterai de ces facteurs sociaux dans l'auto-préservation humaine dans le prochain chapitre.

La citation ci-dessus est tirée du film populaire WALL STREET avec Michael Douglas. Quand il a été prononcé dans le film, il a été utilisé comme contrepoint ironique : le personnage qui a dit qu'il avait eu beaucoup de succès suite au credo, mais finalement c'était sa chute. Le public a peut-être pensé que c'était une justice poétique. Le credo, cependant, n'est qu'une déclaration de nécessité biologique.

La cupidité a une connotation extrêmement négative pour la plupart des gens. Il évoque des images d'Ebenezer Scrooge et Shylock, gloussant devant leur or et ignorant les souffrances et les misères des autres. Cependant, il s'agit en fait de la collecte de ressources, le plus sera le mieux. Biologiquement, pour tout organisme qui réussit, la cupidité est bonne.

Toute forme de vie doit rassembler des ressources qui lui permettent de survivre et de se reproduire. Les ressources peuvent être de la nourriture, de l'eau, du soleil, des minéraux, des vitamines, un abri. Sans ces choses, l'organisme meurt. Puisque les deux buts les plus fondamentaux de la vie sont de vivre et de se reproduire, il doit tout faire pour éviter de mourir par manque de ressources.

La cupidité est un organisme qui obtient une plus grande part du gâteau, plus des ressources nécessaires, que les autres organismes. Par exemple, dans la forêt tropicale amazonienne, un arbre occasionnel meurt et tombe. Cela laisse une ouverture au soleil dans la canopée continue de feuillage. Les plantes et les arbres se précipitent pour pousser dans cette ouverture. Les vainqueurs de la course comblent le trou, les perdants meurent par manque de soleil. (Attenborough, 1990) L'avidité du soleil signifie la vie.

Encore une fois, comme pour la préservation de soi et le sexe, la cupidité est une réaction instinctive. Lorsqu'on leur présente des ressources, l'instinct est de les saisir, de les utiliser, d'en profiter. Ce n'est pas une décision consciente. Un animal, quand il meurt de faim, veut plus de nourriture quand il a soif, plus d'eau. Si cela signifie le prendre à un autre animal, c'est ce qu'il fait s'il le peut.

Vous pouvez demander, qu'en est-il de ces animaux qui nourrissent leur progéniture, bien qu'ils se meurent de faim ? Rappelez-vous que le deuxième but de la vie est de se reproduire. Cela nécessite non seulement de produire des jeunes. Une fois né, il doit être maintenu en vie jusqu'à ce qu'il soit autosuffisant. S'il meurt, alors tout le temps, l'effort et l'énergie pour le produire doivent être répétés pour en produire un autre. Cependant, une fois qu'il atteint l'autosuffisance, les gènes du parent seront très probablement transmis à une autre génération. Garder la progéniture en vie, même au détriment du parent mourant, est d'une importance primordiale. Ainsi, un parent qui s'occupe de ses petits à ses propres frais n'est pas un acte d'altruisme, c'est un acte d'égoïsme génétique.

Vous pouvez également souligner que les humains évitent d'être gourmands. En fait, être gourmand est quelque chose qui est méprisé, quelque chose dont il faut avoir honte. Encore une fois, en ce qui concerne l'auto-préservation et la reproduction, c'est parce que les humains sont uniques - nous avons un esprit conscient qui influence leurs instincts biologiques. Comment cela fonctionne est le sujet du chapitre suivant.

REMARQUES

1Il existe une théorie de la masse critique, selon laquelle le pool génétique d'une espèce doit être suffisamment grand (c'est-à-dire que la population reproductrice doit être suffisamment grande) pour fournir suffisamment de variations pour contrer des conditions ou des événements défavorables. Par exemple, la population de guépards africains semble descendre de quelques individus, apparemment la plupart des espèces sont devenues la proie d'une maladie à laquelle seuls quelques-uns ont survécu en raison d'une immunité génétique. Ces quelques-uns représentaient un pool génétique trop petit pour fournir beaucoup de variation, et il y a une crainte que quelque chose, peut-être une autre maladie contre laquelle la population actuelle n'a pas d'immunité génétique, tue les guépards restants.
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2 Bien sûr, nous pouvons également affirmer que cette même ingéniosité a amélioré la vie humaine au point que la vie humaine, et toute autre vie sur terre, est menacée. La capacité humaine de modifier l'environnement pour aider les gens à survivre a permis à tant de gens de survivre que la Terre elle-même, qui doit les soutenir, beaucoup ne survivent pas.
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E3 Comportement inné et appris

Les coucous profitent des soins innés de la fauvette roseau pour les poussins pour se décharger de la garde des enfants !

Conférence TED : Je suis mon Connectome. Comment apprend-on ? Comment ce moule qui étaient? Que se passe-t-il dans notre cerveau ? Trouver:

Voici une belle conférence TED sur la façon dont les jeux récompensent le cerveau. Pensez à la façon dont votre jeu (ou d'autres passe-temps immersifs) vous motive par des récompenses et du renforcement.

Qu'est-ce qui est plus intelligent qu'un chien ou un bébé ?

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Commentaires 1

Salut Stéphane,
J'utilise vos powerpoints et vos guides d'étude Essential Bio pour réviser dans mon cours Bio HL & #8230MERCI ! Je commence à enseigner l'option E cette semaine, mais les fichiers sur slideshare pour tous, à l'exception du sujet E3 sont endommagés et je n'ai pas pu les télécharger. Pourriez-vous me les envoyer par e-mail ou essayer de les télécharger à nouveau sur slideshare ?
Je l'apprécie vraiment, j'aime tous vos liens et photos et je n'ai jamais enseigné cette option dans le passé, j'ai donc besoin de toutes les ressources sur lesquelles je peux mettre la main.
Merci beaucoup,
Michèle

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3. Innéité et génétique

During the 2008 US presidential election journalists frequently referred to a candidate's characteristic beliefs or attitudes as &lsquopart of their political DNA&rsquo. This is an example of how in contemporary English &lsquoin the DNA&rsquo or &lsquoin the genes&rsquo has come to replace older phrases like &lsquoin the blood&rsquo. But if genetics can be used to elucidate the innate/acquired distinction it is certainly not because some traits, the innate ones, are caused by the genes whilst others, the acquired ones, are caused by the environment. Tandis que le différence between two individuals can be caused by a genetic or an environmental difference between them, the development of any trait in an individual depends on both genes and environment. Every aspect of development, including learning, consists in the regulated expression of the genome. Conversely, innumerable aspects of the environment are required at each stage in the life of the organism to keep development on its normal course, or, in other words, to ensure that the right genes are expressed in the right cells at the right time. Thus, all traits develop through the interaction of genome and environment. Philip Kitcher has referred to this as the &lsquointeractionist consensus&rsquo (Kitcher 2001).

But if all traits depend on genes, it may still be that some traits depend on them in a special way. If asked about phrases like &lsquoin the DNA&rsquo or &lsquoin the genes&rsquo, most people would probably refer to the idea that the genes contain instructions or a program. After all, everyone knows that there is a genetic code, so it must be coding pour quelque chose. Perhaps genes &lsquocode for&rsquo innate traits but not for acquired ones. However, as Peter Godfrey-Smith has noted, &lsquoAll the genes can code for, if they code for anything, is the primary structure (amino acid sequence) of a protein&rsquo (Godfrey-Smith 1999, 328). Considered as a language, the genetic code can only refer to the twenty-three standard amino acids and can only say which order to put them in. The only exceptions to this are the &lsquostart&rsquo and &lsquostop&rsquo codons which affect where DNA transcription begins and ends. Many other things happen as a downstream causal consequence of the order of amino acids, but to paraphrase Godfrey Smith's argument, genes do not &lsquocode for&rsquo these downstream causal consequences for the same reason that President Nixon's order to cover up the Watergate scandal was not an &lsquoorder&rsquo to get him impeached by Congress. &lsquoCoding for&rsquo, like &lsquoordering&rsquo and other semantic locutions, is not merely another name for &lsquocausing&rsquo. The idea that the &lsquogenetic program&rsquo or &lsquogenetic instructions&rsquo for phenotypes are literally written in the genetic code is a continuing barrier to the public understanding of genetics, one that is reinforced every time a journalist reports that scientists have &lsquodecoded&rsquo the gene for something. In reality there are no tiny &lsquotraitunculi&rsquo hidden in the genome awaiting a sufficiently powerful genetic microscope to read them (Schaffner 1998).

But although the sequences of nucleotides in the genome do not literally &lsquocode for&rsquo phenotypic traits, they are, of course, amongst the causes of phenotypic traits. Several philosophers and scientists have introduced senses of &lsquogenetic information&rsquo based on these causal relationships in order to explicate the intuitive idea that genes carry information about phenotypes. These proposals are discussed in more detail in the entry Biological information. Here I will simply make two points about these proposals. The first point is that there are some very straightforward senses in which genes &lsquocarry information&rsquo about phenotypes. The human Y chromosome carries information about sex in the same way that &lsquosmoke means fire&rsquo: one can be predicted from the other. In addition, the SRY region on the Y-chromosome is an adaptation for making organisms into males, so we can apply a version of &lsquoteleosemantics&rsquo, an approach which defines information in terms of adaptation, to this piece of DNA (Millikan 1984 Sterelny, Dickison et al. 1996 and see the entry on teleological theories of mental content). The second point is that these straightforward senses of &lsquoinformation&rsquo also seem to be applicable to environmental causes in development (Oyama 1985 Griffiths and Gray 1997 Griffiths and Knight 1998 Griffiths and Gray 2005). Mammals have a chromosomal system of sex-determination. But many reptiles use temperature, an environmental signal, to switch genetically identical eggs between male or female developmental pathways. Other reptiles have a genetic system which can be overridden by an environmental signal. Some fish even switch sex in adulthood in response to environmental cues. These environmental signals carry information about sex in the unproblematic &lsquosmoke means fire&rsquo sense. Moreover, the behaviours that parents use to give appropriate cues to their eggs, and some of the products of those behaviours, such as nests of rotting vegetation which maintain a suitable temperature range, are designed by natural selection to ensure the correct sex-ratio in offspring, so the teleosemantic program can be applied to them too. The idea that genes &lsquocarry information&rsquo about phenotypes in a special sense which distinguishes them from other causes is not the piece of common-sense it is often taken to be, but rather a highly contested idea that is the focus of current research in the philosophy of biology (Oyama 1985, Maynard Smith 2000, Griffiths 2001, Robert 2004).

If all traits are caused by both genetic and environmental factors, then reconstructing the innate/acquired distinction in genetic terms means distinguishing different façons in which genes interact with the environment. The pattern of interaction between gene and environment is commonly represented using &lsquonorms of reaction&rsquo &mdash graphical representations of a phenotypic variable as a function of genotypic and environmental variables. These diagrams were introduced at around the same time as the idea of the gene and the distinction between genotype and phenotype (Sarkar 1999) and have long been advocated as the clearest way to think about the role of genes in development (Hogben 1933 Lewontin 1974 Gottlieb 1995 Kitcher 2001). Suppose, for example, that with respect to some environmental variable (E) an organism with a given genotype (G1) will develop the same phenotype (P) way no matter what value the environmental variable takes (Figure 1).


Figure 1. A norm of reaction in which the phenotype P is &lsquogenetically determined&rsquo

If a norm of reaction has this shape, we can say that P is &lsquogenetically determined&rsquo even though it has an environmental factor as one of its causes. Philip Kitcher suggests that some norms of reaction may have this form, but only in some limited, but perhaps contextually important, range of environments (Kitcher 2001). For example, a disease caused by the loss of one or both normal copies of a gene might develop in tous environment except those specifically structured as clinical interventions to cure the disease.

Another norm of reaction is one in which genetic and environmental factors interact &lsquoadditively&rsquo (Figure 2). Genotype makes a constant difference across some range of environment. While the genetic variable does not determine the actual value of the trait in each individual, it does determine the differences between individuals. Moreover, when the norms of reaction have this form, heritability scores become relevant to the question of whether and how much a phenotype can be altered by environmental intervention, as discussed in the previous section. A famous diagram in the early days of behaviour genetics depicted the relationship between IQ (P), genotype (G) and the &lsquoenrichment&rsquo of the environment (E) as having roughly this form (Gottesman 1963a). If correct, this would mean that educational enrichment would cause everyone to get higher test scores, but would not change the ordering of their scores.


Figure 2. Purely additive interaction between genotype and environment

In perhaps the most famous paper on this topic the geneticist Richard Lewontin (1974) argued that actual norms of reaction are likely to be non-additive (Figure 3). In that case, it makes no sense to talk of a particular genotype &lsquodetermining&rsquo a phenotypic difference. Genotype and environment conjointement determine the outcome in the straightforward sense that the effect of each factor on the outcome is a function of the particular value taken by the other factor. Whether norms of reaction are typically non-additive and exactly what this implies is the subject of an extensive scientific and philosophical literature on &lsquogene-environment interaction&rsquo, as discussed in the previous section.


Figure 3. Non-additive interaction between genotype and environment

Philip Kitcher has argued that &lsquogenetic determinism&rsquo should be understood as the claim that many norms of reaction have roughly the &lsquodeterminist&rsquo shapes depicted in Figures 1 and 2 (for an alternative view, see Griffiths 2006). In Section 4.3 I discuss a recent proposal to define &lsquoinnate&rsquo in the same spirit.


Interaction of Internal and External Stimuli

In many vertebrates courtship and mating behavior will not occur unless sex hormones (estrogens in females, androgens in males) are present in the blood.

The target organ is a small region of the hypothalamus. When stimulated by sex hormones in its blood supply, the hypothalamus initiates the activities leading to mating.

The level of sex hormones is, in turn, regulated by the activity of the anterior lobe of the pituitary gland.

The drawing outlines the interactions of external and internal stimuli that lead an animal, such as a rabbit, to see a sexual partner and mate with it.


Contenu

E. O. Wilson defined sociobiology as "the extension of population biology and evolutionary theory to social organization". [3]

Sociobiology is based on the premise that some behaviors (social and individual) are at least partly inherited and can be affected by natural selection. [4] It begins with the idea that behaviors have evolved over time, similar to the way that physical traits are thought to have evolved. It predicts that animals will act in ways that have proven to be evolutionarily successful over time. This can, among other things, result in the formation of complex social processes conducive to evolutionary fitness.

The discipline seeks to explain behavior as a product of natural selection. Behavior is therefore seen as an effort to preserve one's genes in the population. Inherent in sociobiological reasoning is the idea that certain genes or gene combinations that influence particular behavioral traits can be inherited from generation to generation. [5]

For example, newly dominant male lions often kill cubs in the pride that they did not sire. This behavior is adaptive because killing the cubs eliminates competition for their own offspring and causes the nursing females to come into heat faster, thus allowing more of his genes to enter into the population. Sociobiologists would view this instinctual cub-killing behavior as being inherited through the genes of successfully reproducing male lions, whereas non-killing behavior may have died out as those lions were less successful in reproducing. [6]

The philosopher of biology Daniel Dennett suggested that the political philosopher Thomas Hobbes was the first sociobiologist, arguing that in his 1651 book Leviathan Hobbes had explained the origins of morals in human society from an amoral sociobiological perspective. [7]

The geneticist of animal behavior John Paul Scott coined the word sociobiologie at a 1948 conference on genetics and social behaviour which called for a conjoint development of field and laboratory studies in animal behavior research. [8] [9] With John Paul Scott's organizational efforts, a "Section of Animal Behavior and Sociobiology" of the Ecological Society of America was created in 1956, which became a Division of Animal Behavior of the American Society of Zoology in 1958. In 1956, E. O. Wilson came in contact this emerging sociobiology through his PhD student Stuart A. Altmann, who had been in close relation with the participants to the 1948 conference. Altmann developed his own brand of sociobiology to study the social behavior of rhesus macaques, using statistics, and was hired as a "sociobiologist" at the Yerkes Regional Primate Research Center in 1965. [9] Wilson's sociobiology is different from John Paul Scott's or Altmann's, insofar as he drew on mathematical models of social behavior centered on the maximisation of the genetic fitness by W. D. Hamilton, Robert Trivers, John Maynard Smith, and George R. Price. The three sociobiologies by Scott, Altmann and Wilson have in common to place naturalist studies at the core of the research on animal social behavior and by drawing alliances with emerging research methodologies, at a time when "biology in the field" was threatened to be made old-fashioned by "modern" practices of science (laboratory studies, mathematical biology, molecular biology). [10] [9]

Once a specialist term, "sociobiology" became widely known in 1975 when Wilson published his book Sociobiology: The New Synthesis, which sparked an intense controversy. Since then "sociobiology" has largely been equated with Wilson's vision. The book pioneered and popularized the attempt to explain the evolutionary mechanics behind social behaviors such as altruism, aggression, and nurturance, primarily in ants (Wilson's own research specialty) and other Hymenoptera, but also in other animals. However, the influence of evolution on behavior has been of interest to biologists and philosophers since soon after the discovery of evolution itself. Peter Kropotkin's Mutual Aid: A Factor of Evolution, written in the early 1890s, is a popular example. The final chapter of the book is devoted to sociobiological explanations of human behavior, and Wilson later wrote a Pulitzer Prize winning book, Sur la nature humaine, that addressed human behavior specifically. [9] [11]

Edward H. Hagen writes in The Handbook of Evolutionary Psychology that sociobiology is, despite the public controversy regarding the applications to humans, "one of the scientific triumphs of the twentieth century." "Sociobiology is now part of the core research and curriculum of virtually all biology departments, and it is a foundation of the work of almost all field biologists" Sociobiological research on nonhuman organisms has increased dramatically and continuously in the world's top scientific journals such as La nature et Science. The more general term behavioral ecology is commonly substituted for the term sociobiology in order to avoid the public controversy. [12]

Sociobiologists maintain that human behavior, as well as nonhuman animal behavior, can be partly explained as the outcome of natural selection. They contend that in order to fully understand behavior, it must be analyzed in terms of evolutionary considerations.

Natural selection is fundamental to evolutionary theory. Variants of hereditary traits which increase an organism's ability to survive and reproduce will be more greatly represented in subsequent generations, i.e., they will be "selected for". Thus, inherited behavioral mechanisms that allowed an organism a greater chance of surviving and/or reproducing in the past are more likely to survive in present organisms. That inherited adaptive behaviors are present in nonhuman animal species has been multiply demonstrated by biologists, and it has become a foundation of evolutionary biology. However, there is continued resistance by some researchers over the application of evolutionary models to humans, particularly from within the social sciences, where culture has long been assumed to be the predominant driver of behavior.

Sociobiology is based upon two fundamental premises:

  • Certain behavioral traits are inherited,
  • Inherited behavioral traits have been honed by natural selection. Therefore, these traits were probably "adaptive" in the environment in which the species evolved.

Sociobiology uses Nikolaas Tinbergen's four categories of questions and explanations of animal behavior. Two categories are at the species level two, at the individual level. The species-level categories (often called "ultimate explanations") are

  • the function (i.e., adaptation) that a behavior serves and
  • the evolutionary process (i.e., phylogeny) that resulted in this functionality.

The individual-level categories (often called "proximate explanations") are

Sociobiologists are interested in how behavior can be explained logically as a result of selective pressures in the history of a species. Thus, they are often interested in instinctive, or intuitive behavior, and in explaining the similarities, rather than the differences, between cultures. For example, mothers within many species of mammals – including humans – are very protective of their offspring. Sociobiologists reason that this protective behavior likely evolved over time because it helped the offspring of the individuals which had the characteristic to survive. This parental protection would increase in frequency in the population. The social behavior is believed to have evolved in a fashion similar to other types of nonbehavioral adaptations, such as a coat of fur, or the sense of smell.

Individual genetic advantage fails to explain certain social behaviors as a result of gene-centred selection. E.O. Wilson argued that evolution may also act upon groups. [13] The mechanisms responsible for group selection employ paradigms and population statistics borrowed from evolutionary game theory. Altruism is defined as "a concern for the welfare of others". If altruism is genetically determined, then altruistic individuals must reproduce their own altruistic genetic traits for altruism to survive, but when altruists lavish their resources on non-altruists at the expense of their own kind, the altruists tend to die out and the others tend to increase. An extreme example is a soldier losing his life trying to help a fellow soldier. This example raises the question of how altruistic genes can be passed on if this soldier dies without having any children. [14]

Within sociobiology, a social behavior is first explained as a sociobiological hypothesis by finding an evolutionarily stable strategy that matches the observed behavior. Stability of a strategy can be difficult to prove, but usually, it will predict gene frequencies. The hypothesis can be supported by establishing a correlation between the gene frequencies predicted by the strategy, and those expressed in a population.

Altruism between social insects and littermates has been explained in such a way. Altruistic behavior, behavior that increases the reproductive fitness of others at the apparent expense of the altruist, in some animals has been correlated to the degree of genome shared between altruistic individuals. A quantitative description of infanticide by male harem-mating animals when the alpha male is displaced as well as rodent female infanticide and fetal resorption are active areas of study. In general, females with more bearing opportunities may value offspring less, and may also arrange bearing opportunities to maximize the food and protection from mates.

An important concept in sociobiology is that temperament traits exist in an ecological balance. Just as an expansion of a sheep population might encourage the expansion of a wolf population, an expansion of altruistic traits within a gene pool may also encourage increasing numbers of individuals with dependent traits.

Studies of human behavior genetics have generally found behavioral traits such as creativity, extroversion, aggressiveness, and IQ have high heritability. The researchers who carry out those studies are careful to point out that heritability does not constrain the influence that environmental or cultural factors may have on those traits. [15] [16]

Criminality is actively under study, but extremely controversial. [ citation requise ] Various theorists have argued that in some environments criminal behavior might be adaptive. [17] The evolutionary neuroandrogenic (ENA) theory, by sociologist/criminologist Lee Ellis, posits that female sexual selection have led to increased competitive behavior among men, leading to criminality in some cases. In another theory, Mark van Vugt argues that a history of intergroup conflict for resources between men have led to differences in violence and aggression between men and women. [18] The novelist Elias Canetti also has noted applications of sociobiological theory to cultural practices such as slavery and autocracy. [19]

Genetic mouse mutants illustrate the power that genes exert on behaviour. For example, the transcription factor FEV (aka Pet1), through its role in maintaining the serotonergic system in the brain, is required for normal aggressive and anxiety-like behavior. [20] Thus, when FEV is genetically deleted from the mouse genome, male mice will instantly attack other males, whereas their wild-type counterparts take significantly longer to initiate violent behaviour. In addition, FEV has been shown to be required for correct maternal behaviour in mice, such that offspring of mothers without the FEV factor do not survive unless cross-fostered to other wild-type female mice. [21]

A genetic basis for instinctive behavioural traits among non-human species, such as in the above example, is commonly accepted among many biologists however, attempting to use a genetic basis to explain complex behaviours in human societies has remained extremely controversial. [22] [23]

Steven Pinker argues that critics have been overly swayed by politics and a fear of biological determinism, [a] accusing among others Stephen Jay Gould and Richard Lewontin of being "radical scientists", whose stance on human nature is influenced by politics rather than science, [25] while Lewontin, Steven Rose and Leon Kamin, who drew a distinction between the politics and history of an idea and its scientific validity, [26] argue that sociobiology fails on scientific grounds. Gould grouped sociobiology with eugenics, criticizing both in his book The Mismeasure of Man. [27]

Noam Chomsky has expressed views on sociobiology on several occasions. During a 1976 meeting of the Sociobiology Study Group, as reported by Ullica Segerstråle, Chomsky argued for the importance of a sociobiologically informed notion of human nature. [28] Chomsky argued that human beings are biological organisms and ought to be studied as such, with his criticism of the "blank slate" doctrine in the social sciences (which would inspire a great deal of Steven Pinker's and others' work in evolutionary psychology), in his 1975 Reflections on Language. [29] Chomsky further hinted at the possible reconciliation of his anarchist political views and sociobiology in a discussion of Peter Kropotkin's Mutual Aid: A Factor of Evolution, which focused more on altruism than aggression, suggesting that anarchist societies were feasible because of an innate human tendency to cooperate. [30]

Wilson has claimed that he had never meant to imply what devrait to be, only what est the case. However, some critics have argued that the language of sociobiology readily slips from "is" to "ought", [26] an instance of the naturalistic fallacy. Pinker has argued that opposition to stances considered anti-social, such as ethnic nepotism, is based on moral assumptions, meaning that such opposition is not falsifiable by scientific advances. [31] The history of this debate, and others related to it, are covered in detail by Cronin (1993), Segerstråle (2000), and Alcock (2001).


Animal Communication and Living in Groups

Animals communicate using signals, which can be chemical (pheromones), aural (sound), visual (courtship displays), or tactile (touch).

Objectifs d'apprentissage

Differentiate among the ways in which animals communicate

Points clés à retenir

Points clés

  • Animals need to communicate with one another in order to successfully mate, which usually involves one animal signaling another the energy-intensive behaviors or displays associated with mating are called mating rituals.
  • Animal signaling is not the same as the communication we associate with language, which has been observed only in humans, but may also occur in some non-human primates and cetaceans.
  • Animal communication by stimuli known as signals may be instinctual, learned, or a combination of both.

Mots clés

  • phéromone: a chemical secreted by an animal that affects the development or behavior of other members of the same species, functioning often as a means of attracting a member of the opposite sex

Innate behaviors: living in groups

Not all animals live in groups, but even those that live relatively-solitary lives (with the exception of those that can reproduce asexually) must mate. L'accouplement implique généralement qu'un animal en signale un autre afin de communiquer le désir de s'accoupler. There are several types of energy-intensive behaviors or displays associated with mating called mating rituals. D'autres comportements trouvés dans les populations qui vivent en groupe sont décrits en fonction de l'animal qui bénéficie du comportement. In selfish behavior, only the animal in question benefits in altruistic behavior, one animal’s actions benefit another animal cooperative behavior occurs when both animals benefit. Tous ces comportements impliquent une sorte de communication entre les membres de la population.

Communication within a species

Animals communicate with each other using stimuli known as signals. These signals are chemical ( pheromones ), aural (sound), visual (courtship and aggressive displays), or tactile (touch). These types of communication may be instinctual, learned, or a combination of both. These are not the same as the communication we associate with language, which has been observed only in humans and, perhaps, in some species of primates and cetaceans.

A pheromone is a secreted, chemical signal used to obtain a response from another individual of the same species. Le but des phéromones est de susciter un comportement spécifique de l'individu qui les reçoit. Pheromones are especially common among social insects, but they are used by many animal species to attract the opposite sex, to sound alarms, to mark food trails, and to elicit other, more-complex behaviors. On pense que même les humains réagissent à certaines phéromones appelées stéroïdes axillaires. These chemicals influence human perception of other people. In one study, they were responsible for a group of women synchronizing their menstrual cycles. Le rôle des phéromones dans la communication interhumaine est encore quelque peu controversé et continue de faire l'objet de recherches.

Songs are an example of an aural signal: one that needs to be heard by the recipient. Les plus connus d'entre eux sont peut-être les chants d'oiseaux, qui identifient l'espèce et sont utilisés pour attirer les partenaires. D'autres chants bien connus sont ceux des baleines, dont la fréquence est si basse qu'ils peuvent parcourir de longues distances sous l'eau. Les dauphins communiquent entre eux en utilisant une grande variété de vocalisations. Les grillons mâles émettent des gazouillis à l'aide d'un organe spécialisé pour attirer un partenaire, repousser d'autres mâles et annoncer un accouplement réussi.

Les parades nuptiales sont une série de comportements visuels ritualisés (signaux) conçus pour attirer et convaincre un membre du sexe opposé de s'accoupler. Ces manifestations sont omniprésentes dans le règne animal. They often involve a series of steps, including an initial display by one member followed by a response from the other. If at any point the display is performed incorrectly or a proper response is not given, the mating ritual is abandoned and the mating attempt will be unsuccessful.

parade nuptiale: A male peacock’s extravagant, eye-spotted tail is used in courtship displays to attract a mate.

Les parades agressives sont également courantes dans le règne animal. As, for example, when a dog bares its teeth to get another dog to back down. Vraisemblablement, ces affichages communiquent non seulement la volonté de l'animal de se battre, mais aussi sa capacité de combat. Although these displays do signal aggression on the part of the sender, it is thought that they are actually a mechanism to reduce the amount of fighting that occurs between members of the same species: they allow individuals to assess the fighting ability of their opponent and thus decide whether it is “worth the fight.”

Des démonstrations de distraction sont observées chez les oiseaux et certains poissons. Ils sont conçus pour attirer un prédateur loin du nid qui contient leurs petits. Il s'agit d'un exemple de comportement altruiste : il profite plus au jeune qu'à l'individu qui réalise la parade, qui se met en danger en le faisant.

De nombreux animaux, en particulier les primates, communiquent avec les autres membres du groupe par le toucher. Des activités telles que le toilettage, le toucher de l'épaule ou de la racine de la queue, l'étreinte, le contact avec les lèvres et les cérémonies de salutation ont toutes été observées chez le langur indien, un singe de l'Ancien Monde. Des comportements similaires se retrouvent chez d'autres primates, en particulier chez les grands singes.


15.11.1: Innate Behavior - Biology

AN OVERVIEW OF ETHOLOGY
Ethology is the zoological study of animal behavior. The word "ethology", derived from the Greek "ethos," meaning "character", and "logia," meaning "the study of", was coined to describe a sub-topic of zoology - the scientific study of animal behavior. American biologist William Morton Wheeler, who specialized in the study of ants (a myrmecologist), first popularized the term in 1902.

More specifically, ethologists are primarily interested in behaviors that are genetically ingrained within animals - their instinctif behavior - rather than any learned behavior animals may obtain from their parents or other creatures. This is how ethologists differ from "animal behaviorists." Animal behaviorists are primarily interested in studying learned behaviors. Additionally, animal behaviorists are generally trained in psychology, while ethologists are considered zoologists.

The behavioral "programs" that animals inherit through their parents are affected by the process of natural selection and can change over time as animals evolve and change to better fit their environment. Therefore, these innate behaviors can be traced back through time providing an evolutionary history for the behavior.

Researchers study these behavioral changes in other primates, such as chimps, to determine how they may relate to the biological basis of human behavior. This type of study, called phylogénétique is the study of evolutionary relatedness among groups of organisms.


HISTORY OF ETHOLOGY
The origins of ethology date back to Charles Darwin's work with the so-called "expressive movements" of man and animals. He was the first naturalist to utilize the comparative phylogenetic method in the study of animal behavior. His book on the subject, The Expression of the Emotions in Man and Animal, influenced many future ethologists.

Early ethologists Julian Huxley and Oskar Heinroth specialized in studying animal behaviors that are considered instinctive, or "natural." These are behaviors that are found to occur naturally (as opposed to learned) in all members of a given species. Huxley and Heinroth developed a tool called an "ethogram" which they used at the beginning of each behavioral study of a new species. The ethogram is a detailed description of the main types of natural behavior noted along with the frequencies of the behavior's occurrence.

The modern history of ethology began in the 1930s with the work of biologists Nikolaas Tinbergen, Konrad Lorenz, and Karl von Frisch. These three men shared the 1973 Nobel Prize in Physiology or Medicine and are generally accepted as the "fathers of ethology."


FIXED ACTION PATTERNS
Lorenz is known for his identification of "fixed action patterns," or FAPs. An FAP is an action patter that is an instinctive response that occurs reliably when an animal is exposed to certain identifiable stimuli (sometimes called sign or releasing stimuli).

Once FAPs are documented, they can be compared between different species, making it simpler to identify the similarities and differences between behavior that may then be more easily compared with the similarities and differences in animal morphology. Work by Karl von Frisch built on FAPs in his study of the "dance language" used by bees as a communicative device.

Another well-known ethologist, Irenus Eibl-Eibesfeldt, successfully applied ethological methods such as FAPs to human behavior. Eibl-Eibesfeldt's best known work was the study and recording of communication between humans using a side-viewing camera that allowed him to study his subjects without them knowing they were being observed. He then compared FAPs, like gestures and body language, across various cultures and was able to identify many behavior patterns in humans that are considered to be innate rather than learned.


MODERN ETHOLOGY
A now well-recognized and respected scientific discipline, ethology is now studied by many biologists, primatologists, zoologists, and anthropologists as well as by veternarians and physicians! In fact, most ethology researchers obtain advanced degrees in one of these science specialties before beginning their studies in ethology.


NOTABLE ETHOLOGISTS / ANIMAL BEHAVIORISTS
Following is a listing of many of the scientists, past and present, who have made notable contributions to the study of ethology:

- Robert Ardrey
- John C Angel
- George Barlow
- Adrian Simpson
- Patrick Bateson
- John Bowlby
- Donald Broom
- Dorothy Cheney
- Raymond Coppinger
- John H. Crook
- Marian Stamp Dawkins
- Richard Dawkins
- Irenäus Eibl-Eibesfeldt
- John Endler
- Jean-Henri Fabre
- John Fentress
- Dian Fossey
- Karl von Frisch
- Douglas P. Fry
- Jane Goodall
- James L. Gould
- Judith Hand
- Clarence Ellis Harbison
- Heini Hediger
- Oskar Heinroth
- Robert Hinde
- Bernard Hollander
- Sarah Hrdy
- Julian Huxley
- Lynne Isbell[11]
- Julian Jaynes
- Alex Kacelnik
- Erich Klinghammer
- Peter Klopfer
- Otto Koehler
- John Krebs
- Paul Leyhausen
- Konrad Lorenz
- Aubrey Manning
- Eugene Marais
- Patricia McConnell
- Desmond Morris
- Martin Moynihan
- Caitlin O'Connell-Rodwell[12]
- Manny Puig
- Irene Pepperberg
- George Romanes
- Thomas A. Sebeok
- Edward Selous
- Robert Seyfarth
- B. F. Skinner
- Barbara Smuts
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Researchers Show How The Brain Turns On Innate Behavior

UCR researchers have made a major leap forward in understanding how the brain programs innate behavior. The discovery could have future applications in engineering new behaviors in animals and intelligent robots.

Innate or "instinctive" behaviors are inborn and do not require learning or prior experience to be performed. Examples include courtship and sexual behaviors, escape and defensive maneuvers, and aggression.

Using the common fruit fly as a model organism, the researchers found through laboratory experiments that the innate behavior is initiated by a "command" hormone that orchestrates activities in discrete groups of peptide neurons in the brain. Peptide neurons are brain cells that release small proteins to communicate with other brain cells and the body.

The researchers report that the command hormone, called ecdysis-triggering hormone or ETH, activates discrete groups of brain peptide neurons in a stepwise manner, making the fruit fly perform a well-defined sequence of behaviors. The researchers propose that similar mechanisms could account for innate behaviors in other animals and even humans.

Study results appear as the cover article in this week's issue of Current Biology.

"To our knowledge, we are the first to describe how a circulating hormone turns on sequential steps of an innate behavior by inducing programmed release of brain chemicals," said Young-Joon Kim, a postgraduate researcher in UCR's Department of Entomology working with Michael Adams, professor of cell biology and neuroscience and professor of entomology, and the first author of the paper. "It is well known that such behaviors -- for example, sexual behavior or those related to aggression, escape or defense -- are programmed in the brain, and all are laid down in the genome. We found that not only do steps involved in innate behavior match exactly with discrete activities of the neurons in the brain but also that specific groups of peptide neurons are activated at very precise times, leading to each successive step of the behavioral sequence."

In their experiments, which involved state of the art imaging techniques that helped the researchers see activated neurons light up in the fruit fly brain, the researchers specifically focused on arthropods, such as insects. Insects pass through multiple developmental stages during their life history. Each transition requires molting, a process in which a new exoskeleton (or cuticle) is produced and the old is shed. Insects shed the old cuticle by performing an innate behavior consisting of three distinct steps lasting about 100 minutes in total.

First, the researchers described the ecdysis sequence, an innate behavior that insects perform to escape their old cuticle, and showed that the insect initiates behavior shortly after appearance of ETH in the blood. The researchers then demonstrated that injection of the hormone into an animal generates the same behavior. To investigate mechanisms underlying this hormone-induced behavior, they used real-time imaging techniques to reveal activities in discrete sets of peptide neurons at very precise times, which corresponded to each successive step of the behavioral sequence. The researchers confirmed the results by showing that behavioral steps disappear or are altered upon killing certain groups of brain neurons with genetic tools.

"Our results apply not only to insects they also may provide insights into how, in general, the mammalian brain programs behavior, and how it and the body schedule events," said Adams, who led the research team. "By understanding how innate behavior is wired in the brain, it becomes possible to manipulate behavior -- change its order, delay it or even eliminate it altogether -- all of which opens up ethical questions as to whether scientists should, or would want to, engineer behavior in this way in the future."

The fruit fly is a powerful tool and a classic laboratory model for understanding human diseases and genetics because it shares many genes and biochemical pathways with humans.

Besides Kim and Adams, UCR's Dusan Zitnan, C. Giovanni Galizia and Kook-Ho Cho collaborated on the study which was supported by a grant from the National Institutes of Health and a Rotary Foundation Ambassadorial Scholarship to Kim.


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