Comportamiento animal

Evolución y genética en el comportamiento

El comportamiento de un animal es una serie de adaptaciones a su ambiente; por tanto, ciertos patrones de comportamiento tienen valor adaptativo

Se observan elementos de un comportamiento simple ya en las bacterias, a modo de adaptación a un ambiente que puede cambiar rápido.Por ej., se calienta el medio líquido desde una dirección, perciben el calor y se alejan en dirección contraria

Ciertos genes que afectan la estructura y la actividad del sistema nervioso influyen en el comportamiento, porque determinan la manera en que el animal reacciona a un estímuloAlgunas mutaciones que alteran el metabolismo o los rasgos

estructurales también modifican el comportamiento

Instinto y aprendizaje

El comportamiento instintivo es innato y ocurre sin aprendizaje ni experiencia previos

Patrones de acción fijosUna serie de movimientos instintivos desencadenados

por un estímulo específico, que empieza y se lleva a cabo hasta terminar, sin guía ni más información. Por ej., actividades de una larva de mariposa y actividades de una mariposa adulta

El caso del cuco europeo (Cuculus canorus)

Pone un huevo en el nido de otra ave. El pichón del cuco elimina la

competencia: saca los demás huevos y pichones del nido

La madre adoptiva alimenta al cuco, aun cuando llega a ser más grande que ella: responde instintivamente al ver la boca abierta de un pichón que pide comida

Es un caso de comportamiento instintivo y a la vez de parasitismo social

Aprendizaje sensible al tiempoComportamiento aprendido

- varía con la experiencia- puede modificarse por aprendizaje; por ej. el

depredador que muerde una rana venenosa o de mal sabor; el jaguar que no ataca seres humanos porque éstos tienen armas poderosas

Impronta- Aprendizaje que se da en un período de tiempo

determinado genéticamente. En general, debe haber estímulos visuales, auditivos, o ambos tipos

Ej.: canto de aves, estrategias de cacería; en algunos animales al nacer con los ojos abiertos: ¿quién es mi mamá? Experimentos de Konrad Lorenz

Konrad Lorenz y sus gansosLorenz (1903-1989, zoólogo austriaco, padre de la etología, Premio Nóbel en

1973) descubrió que los gansos recién salidos del huevo siguen el primer objeto animado que se inclina hacia ellos cuando emiten los primeros sonidos

Kindchenschema, Konrad Lorenz, c. 1940

Los pequeños de mamíferos y aves son atractivos visualmente y llaman la atención de los adultos. Rasgos seleccionados para favorecer el cuidado y la protección de las crías

Esquema de bebés con rasgos juveniles atractivos

Respuestas condicionadasCondicionamiento clásico

La respuesta involuntaria de un animal a un estímulo se asocia con otro estímulo independiente que se recibe al mismo tiempo

Ej.: salivación en los perros de Pavlov después de escuchar una campana y asociar ese sonido con la comida

Condicionamiento operativoUn animal modifica su comportamiento voluntariamente en

respuesta a alguna consecuencia resultante

Ej.: obtener alimento por realizar alguna tarea: empujar una palanca, dar vueltas a una rueda, levantar las patas delanteras, saltar sobre el agua (ej. delfines). Es un modo común de entrenar animales silvestres, de circo o de laboratorio

¿Cuál es la diferencia entre silvestre y salvaje?

Condicionamiento clásico

Con experimentos ingeniosos, Pavlov mostró cómo el sistema nervioso central afecta la digestión. Él cortó la garganta de un perro sin hacerle daño. Cuando el perro comía, la comida se salía de la garganta antes de llegar al estómago. Pese a esta alimentación simulada, Pavlov descubrió que ver, olor y tragar la comida era suficiente para causar secreción de jugo gástrico. Demostró que la estimulación del nervio vago del cerebro (uno de los nervios craneales) influye en las glándulas gástricas.

Perro con garganta perforada y un recipiente para medir volumen de saliva

Iván Pavlov (1849-1936, cirujano y fisiólogo) en su laboratorio, San Petersburgo, Rusia. Premio Nóbel de Medicina en 1904

Habituación

Un animal aprende por experiencia a no responder a un estímulo que no tiene efectos positivos ni negativos.

Ejs.: - las palomas en parques ignoran a la gente; en la

naturaleza huyen.

- los perros se asustan o se irritan al ver un visitante en su territorio por primera vez; después reaccionan despreocupados

Aprendizaje por observaciónUn animal imita el comportamiento de otro

Ej.: Los gatos pequeños observan a la mamá gata y después tratan de hacer todo lo que ella hace: lamerse las manos y limpiarse la cara, rascarse, alisarse el pelo, morder una presa, hacer un hueco en el polvo y tapar el excremento

Reconocimiento físico y social

Los animales reconocen marcas distintivas en su territorio; distinguen sin equivocarse parejas, crías y competidoresEj.: En una lucha más ritual que violenta (generalmente por territorio o por

hembras), los machos de muchas especies se enfrentan. El perdedor siempre reconoce al vencedor y se aleja de éste sin molestarlo más.

Comportamiento adaptativo

Si un patrón de comportamiento varía y este cambio tiene una base genética, entonces estará sujeto a selección natural

El comportamiento que aumenta el éxito reproductivo de un individuo o de sus parientes tiene valor adaptativo.

Por ej., explorar nuevas fuentes de alimento (base genética: el animal tiene un sistema digestivo que permite una dieta más amplia que la común)

Comportamiento adaptativo

Para los estorninos agregar zanahoria silvestre aromática a su nido es adaptativo, porque esta planta reduce el número de garrapatas hematófagas que se alimentan de los pichones

No.de áca-ros

Con zanahoria

Sin zanahoria

Señales de comunicación

Transmiten información entre miembros de una especie particular- Señales químicas, como feromonas

- Señales acústicas, como canto de aves

- Señales visuales, como gestos de amenaza

- Señales táctiles, como danzas de abejas melíferas

Costos potenciales: Individuos de otras especies pueden captar o imitar las señales

Las interacciones entre miembros de una especie dependen de modos de comunicación seleccionados naturalmente

Las señales de comunicación tienen un significado claro tanto para el remitente como para el receptor

Señales visuales

Gesto de amenaza, cortejo, postura de juego

Despliegue táctil: Danza de la abeja melífera

A) Las abejas que han visitado una fuente de alimento cercana a su colmena regresan y realizan una danza circular. Las abejas que tienen contacto con la que danza vuelan después y buscan alimento cerca de la colmena.

B) Una abeja que visita una fuente de alimentos a más de cien metros de la colmena realiza una danza elíptica. La orientación de la danzante informa a las otras la dirección del alimento.

C) Si el alimento está en línea con el Sol, el movimiento de la danzante es hacia arriba de la colmena.

D) Si el alimento se encuentra en dirección opuesta al Sol, el movimiento de la danzante es hacia abajo.

E) Si el alimento se encuentra 90° a la derecha de la dirección del Sol, el movimiento de la danzante se realiza a 90° en relación con la vertical.

La velocidad de la danza y el número de movimientos ofrecen información sobre la distancia al alimento. Una danza debida a alimento que se halla a 200 m es más rápida que una por alimento a 500 m.

C Cuando la abeja se mueve hacia arriba, sus compañeras vuelan hacia arriba

D Cuando la abeja se mueve hacia abajo, sus compañeras vuelan en dirección opuesta al sol

E Cuando la abeja se mueve a la derecha de la vertical, sus compañeras vuelan en un ángulo de 90°a la derecha del sol

Parejas, crías y éxito reproductivo

Machos y hembras se comportan de modo que maximizan su propio éxito reproductivo- Los machos compiten por las hembras y procuran

acceso a muchas de ellas

- Las hembras seleccionan la calidad del macho, no el número de machos diferentes

Selección sexualEs un proceso microevolutivo que favorece los caracteres

que confieren ventaja competitiva para obtener y mantener una pareja

Ejemplos de selección sexual

La hembra del cangrejo violinista (abajo) es atraída por el tamaño y el movimiento de la tenaza del macho

La mosca colgante recibe comida como regalo de los machos; después escoge al macho que le ha traído el regalo más grande

Un gallo silvestre se exhibe en un lek para que alguna hembra lo escoja

Ejemplos de selección sexual

Lucha ritual entre dos bisontes maduros; el más fuerte se queda con las hembras

Cuidado de las críasDemanda tiempo y energía. Si implica mayor sobrevivencia de los más jóvenes, entonces el beneficio es mucho mayor que los costos

El sapo partero macho cuida los huevos

La mayoría de aves son monógamas; la pareja cuida a las crías

La mayoría de mamíferos machos abandonan a la hembra después de aparearse; la hembra cuida sola a las crías

Vida en grupos

Beneficios de la vida en grupos sociales: Los animales pueden cooperar en estrategias de defensa (ej. detec-ción de depredadores), estrategias de cacería (ej. jaurías de lobos) y protección de crías (ej. delfines)

Una manada egoísta se forma cuando los animales se esconden uno detrás de otro para evitar a los depredadores

Algunos mamíferos herbívoros forman grupos con los machos más grandes alrededor para enfrentar a los depredadores. Ejs. búfalos y bueyes almizcleros

Estrategias de defensa

Un perrito de la pradera que vigila la entrada de la

madriguera lanza una alarma porque se acercan

depredadoresLarvas que se unen formando una masa urticante y de mal olor

Manada de bueyes almizcleros en formación defensiva

Mejores oportunidades para alimentarse

Muchos mamíferos viven en grupos sociales y cooperan en cacería; sin embargo, los cazadores cooperativos (ejs., lobos, leones) no siempre son más exitosos que los solitarios (ejs., jaguares, leopardos)

Los grupos sociales son más exitosos para defenderse de carroñeros, cuidar a las crías y proteger el territorio.

En primates los grupos permiten la transmisión de información y caracteres culturales. Las crías aprenden de los adultos patrones de comportamiento y nuevos métodos de obtener alimento (ej., chimpancés)

Transmisión de comportamientos aprendidosLa vida en grupos sociales permite la transmisión de rasgos

culturales o modos de comportamiento aprendidos por imitación, como la caza de termitas con palitos, que algún chimpancé inventó y los demás aprendieron y transmitieron a las nuevas generaciones

Jerarquías de dominancia

Los beneficios de vivir en grupos a menudo se distribuyen desigualmente

Por ej.: Los lobos se organizan para cazar, cuidan a los pequeños y defienden el territorio, pero solamente el macho alfa y la hembra alfa (dominantes) se reproducen

¿Por qué los subordinados aceptan vivir en desventaja?

Son parientes muy cercanos; no son tan fuertes como los machos dominantes (éstos defienden a todos); las crías (con los genes de todos) son responsabilidad de todos

Costos de la vida social animal

En la mayoría de hábitats, los costos de vivir en grupos grandes sobrepasan los beneficios- Grupos grandes atraen depredadores

- Aumentan la competencia por espacio y alimento

- Aumentan la frecuencia de enfermedades y parásitos

- Aumentan el riesgo de ser matado o explotado por otros

Entonces, ¿por qué los animales siguen en grupos sociales?

Costos de la vida en grupos sociales

Densa colonia reproductiva de cormoranes

Individuos altruistas

Existen casos extremos de esterilidad y autosacrificio (altruismo), que evolucionaron sólo en algunos grupos - Insectos sociales, como abejas melíferas, hormigas y

termitas

- Dos especies de mamíferos (topos sociales)

Insectos sociales

- Viven en colonias integradas por varias generaciones y tienen una división de labores reproductivas

- La mayoría de los miembros de la colonia no se reproducen, solamente trabajan para sus parientes y cuidan de éstos

Abejas melíferasReina

- Única hembra fértil en una colmena. Secreta una feromona que vuelve estériles a todas las demás hembras

Obreras- Hembras que nacen de huevos fecundados. Recolectan

alimento y realizan todos los trabajos de la colmena

Zánganos- Machos sin aguijón que nacen de huevos no fecunda-

dos. Se aparean con una reina virgen y mueren

Topos sociales

Únicos mamíferos eusociales (viven juntos por generaciones)

Una reina reproductiva se aparea con uno a tres reyes

Su progenie de obreros estériles alimenta al clan, cava cuevas y protege contra depredadores

Tres reinas

abeja melífera, termita y topo desnudo

Evolución del altruismo

Comportamiento altruistaFavorece el éxito reproductivo de otro individuo. El

altruista sólo trabaja, vigila y cuida hasta la muerte

Hipótesis del éxito inclusivo (inclusive fitness)El comportamiento altruista se transmite de una

generación a la siguiente porque los individuos altruistas comparten genes con sus parientes reproductivos

[Las crías heredan 50% de genes del padre y de la madre; sobrinas y sobrinos comparten con tíos y tías el 25% de sus genes]

Comportamiento humanoHormonas y posiblemente feromonas influyen en el

comportamiento humano. La diferencia fundamental respecto a los demás animales es que los humanos tienen una moralidad que juzga sus acciones

Un comportamiento que es adaptativo en sentido evolutivo puede ser juzgado por la sociedad como inmoral. Ej., el infanticidio, ampliamente extendido en los mamíferos y las sociedades humanas. Es un fenómeno natural, aunque nos parezca moralmente repugnante

No es tarea de la ciencia emitir o favorecer posiciones moralistas