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Protokoll
Biowissenschaften

Karl-Franzens-Universität Graz - KFU

2016

Caroline B. ©
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ID# 56137







Protokoll : Gedächtnis

Modul Verhalten

Proboscis extension reflex bei der Honigbiene


Einleitung:
Alle Konditionierungsprozesse basieren auf physiologischen Veränderungen und werden durch biologische Faktoren beeinflusst. Grundlage jeder klassischen Konditionierung ist ein biologisch relavanter unkonditionierter Reiz (US), der eine unkonditionierte Reaktion auslöst. Die wiederholte Paarung eines konditionierten Reizes mit dem US führt dazu, dass der CS eine konditionierte Reaktion auslöst.

Es bildet sich eine Assoziation zwischen zwei Reizen, dem CS und dem US, aus.


Durchführung:
Einem Zahnstocher als zu konditionierenden Stimulus (CS), der 5s lang angeboten wird, folgt ein unkonditionierter Stimulus in Form eines Tropfen Saccharoselösung (US), der an eine Antenne der Biene und die reflektorisch herausgestreckte Proboscis (Rüssel) 3s lang appliziert wird. Die Überlappungszeit von CS und US ist 1s. Danach folgt die 10 Minuten lange Pause.

Nach erfolgreicher Konditionierung kann die Präsentation des CS alleine einen Rüsselstreckreflex (PER = proboscis extension response) als konditionierte Reaktion auslösen.


Ergebnisse:

Abbildung 1:Anzahl der negativen und positiven Reaktionen auf US

Von 35 Bienen, denen 2M Saccharoselösung als US angeboten wurde, konnte man nur bei 28 Bienen eine Reaktion beobachten. Bzw. 28 Bienen haben ihren Rüssel herausgestreckt.


Abbildung 2: Erfolg der Konditionierung

Nur bei 10 Bienen, von 28, war die Konditionierung erfolgreich. Dh., nur bei diesen Bienen hat die Präsentation von CS alleine einen Rüsselstreckreflex ausgelöst.


Diskussion:
Wie man anhand der Abbiludng 1 schließen kann, haben sieben Bienen keine Reaktion auf die Saccharoselösung gezeigt. Dementsprechend konnte man sie überhaupt nicht trainieren. Der Grund dafür könnte in ihrer fehlenden Motivation liegen. Vermutlich haben diese Bienen kurz vor dem Versuch gefressen, was mit einer Sättigung bzw negativer Reaktion resultiert hat.
Von insgesamt achtundzwanzig Bienen die auf US positiv reagiert haben, haben nur zehn eine erfolgreiche Konditionierung gezeigt.

Nur diese Bienen haben eine Assoziation zwischen einem ursprünglich neutralen Reiz (CS) und dem unbedingte Reiz (Saccharoselösung) gebildet. Man kann sagen, dass sie gelernt haben.
Bei dem Rest der Bienen war die Konditionierung nicht erfolgreich, vermutlich wurde das Protokoll nicht optimal durchgeführt. Im Laufe des Versuches waren die Bienen dem Stress aufgesetzt, manche haben trotzdem gelernt manche eben nicht.
FRAGESTELLUNG: Kann die Biene eine Assoziation zwischen einem unangenehmen Duft und Futter herstellen?
Durchführung: Da wir schon geprüft haben, dass die Bienen lernen können, einen neutralen Reiz mit Futter zu verbinden, ist es vielleicht möglich, Gleiches mit einem unangenehmen Reiz (bzw.

Duft) zu machen. Zuerst bräuchte man einen unangenehmen Duft. Es ist sehr bekannt, dass Bienen den Fleischgeruch, wie auch unseren Körpergeruch als unangenehm empfinden. Vielleicht wäre es möglich ein Stück Fleisch als CS zu benutzen, den man mit Saccharoselösung (US) paaren würde. Dadurch könnte man untersuchen, ob die Bienen auch einen unangenehmen Duft, nicht nur neutralen, mit dem Futter assozieren könnten.


Lernen bei Zebrafischen: Diskriminierung zweier Farben

Einleitung:
Um diesen Versuch zu vestehen, soll man zuerst wissen was eine operante Konditionierung ist. Die operante Konditionierung ist eine Lernform bei der im Gegensatz zum klassischen Konditionieren, der Reiz nicht unabhängig von einer Reaktion präsentiert wird, sondern es erfolgt erst ein Reiz, wenn eine bestimmte Reaktion eintritt.
Dh., das Tier lernt aus seinem Verhalten und dem Resultat dieses Verhaltens (Konsequenz) ein neues Verhalten.

Das Verhalten wird vom Tier zuerst spontan gezeigt (z.B. Erkunden der Umgebung). Hat das Tier Erfolg mit seinem Verhalten oder wird es gezielt belohnt dafür, erhöht sich die Chance, dass es das Verhalten in Zukunft wieder zeigt.


Durchführung:
Ein Fischtank wird durch eine Platte in zwei Kompartimente geteilt. In dieser Platte befinden sich zwei Öffnungen, deren Umrandung unterschiedlich gefärbt sind. Es gilt zu untersuchen, ob die Fische eine Preferänz für eine Farbe haben und ob diese Preferänz zugunsten von einer Belohnung mit Futter aufgegeben wird. Wenn es keine Farbpreferänz vorliegt, ist es zu untersuchen, ob die Fische eine Farbe mit Futter zu assoziieren lernen.

Zuerst ist, wie gesagt, der Preferänztest zu machen, um festzustellen auf welche Farbe der Fisch eine Preferänz hat. Diesen macht man in vier Runden, dh. der Fisch befindet sich auf einer Seite des Fischtanks, nachdem er durch eine der Öffnungen mit verschiedene Umrandungen schwimmt, wird er gefangen und wieder in das erste Kompartiment gegeben. Das macht man viermal und damit wird die Preferänzfarbe bestimmt.
Nachdem sie bestimmt wurde, ist der Fisch auf die andere Farbe zu trainieren.

Man schließt die Öffnung, welche mit der Preferänzfarbe umrandet ist und lässt ihn durch jene, die mit der Farbe auf der er trainiert werden soll umrandet ist. Jedes mal wird der Fisch mit Futter belohnt. Das macht man wider in 4 Runden.
Nächster Schritt ist Angebot der beiden Möglichkeiten, um festzustellen, ob der Fisch die Farbe, auf der er trainiert wurde, mit dem Futter assoziiert hat.

Ergebnisse:
Diskriminierung zweier Farben : blau / grün:
Fisch 1: Zuerst wurde untersucht ob der Fisch eine Farbpreferänz hat. Es gab kein vorgegebenes Ziel. Er zeigte eine Preferänz auf blaue Farbe, dh der Fisch ist dreimal durch die Öffnung mit der blaue Umrandung geschwommen. Die Zeit, die er gebraucht hat, um durch eine von den zwei Öffnungen zu schwimmen, nahm mit jeder Runde ab. Siehe Abbildung 3.

Abbildung 3: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Danach wurde die blaue Öffnung zugemacht. Der Fisch konnte jetzt nur durch die grüne Öffnung in Kompartiment zwei gelangen. Jedes Mal wurde er mit Futter belohnt. Das Zeitdiagramm sah aber etwas anders aus.


Abbildung 4: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Nachdem dem Fisch beide Möglichkeiten wieder angeboten wurden, ist er jedes Mal durch die grüne Öffnung geschwommen. Jedes Mal wurde er auch belohnt. Das Zeitdiagramm sah wieder anders aus.


Abbildung 5: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen



Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

71,00

Grün

101,75

Beide Möglichkeiten

19,75

Tabelle 1: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 2:

Dieser Fisch zeigte keine Farbpreferänz, dh er ist zweimal durch die blaue und zweimal durch die grüne Öffnung geschwommen. Das Zeitdiagramm sah wie folgt aus, wenn es kein vorgegebenes Ziel gab:

Abbildung 6: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Das Zeitdiagramm, wenn nur grüne Öffnung angeboten wurde:


Abbildung 7: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Abbildung 8: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen



Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

135

Grün

292

Beide Möglichkeiten

380,8

Tabelle 2: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 3:

Bei dem Preferänz Test zeigte der Fisch 3 starke blaue Preferänz. Jedes mal ist er durch die blaue Öffnung geschwommen. Zeitdiagramm :


Abbildung 9: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Da die blaue Preferänz gezeigt wurde, sollte Fisch lernen, durch grüne Öffnung zu schwimmen.


Abbildung 10: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Um festzustellen, ob der Fisch gelernt hat, haben wir beide Möglichkeiten angeboten. Da das Resultat erstmal negativ war, der Fisch ist jedes mal durch die blaue Öffnung geschwommen, haben wir es nach einer kurzen Pause noch einmal versucht. Das Resultat ist gleich geblieben. Der Fisch hat nicht gelernt.

Zeitdiagramme wenn beide Möglichkeiten angeboten wurden:
Zeitdiagramm 1:

Abbildung 11: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeitdiagramm 2:


Abbildung 12: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen



Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

195

Grün

189,5

Zwei Möglichkeiten

192,75

Zwei Möglichkeiten

387,7

Tabelle 3: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 4:

Der Fisch 4 hat auch eine Präferenz auf die blaue Farbe gezeigt. Dreimal ist er durch die blaue und nur einmal durch die grüne Öffnung geschwommen.


Wir haben versucht ihn auf grüne Farbe zu trainieren.


Abbildung 14: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Nachdem die beide Möglichkeiten angeboten wurden, konnte man nicht feststellen, ob der Fisch gelernt hat, da er zweimal durch die blaue und zweimal durch die grüne Öffnung geschwommen ist. Deshalb haben wir ihm wieder nach eine kurze Pause beide Möglichkeiten angeboten. Das Resultat war negativ, er ist jedes Mal durch die blaue Öffnung geschwommen.

Zeitdiagramm 1:


Abbildung 15: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeitdiagramm 2:


Abbildung 16: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

50

Grün

65,75

Zwei Möglichkeiten

143,25

Zwei Möglichkeiten

135,75

Tabelle 4: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 5:

Bei diesem Fisch wurde nur der Präferenztest durchgeführt. Dabei hat er eine starke Präferenz gegenüber der blauen Farbe gezeigt. Jedes Mal ist er durch die blaue Öffnung geschwommen.


Abbildung 17: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Fisch 6:

Keine Farbpreferänz.



Abbildung 18: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Fisch 6 wurde auch auf grüne Farbe trainiert.


Abbildung 19: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Als beide Möglichkeiten angeboten wurden, ist er dreimal durch die grüne und einmal durch die blaue Öffnung geschwommen. Nach einer Pause wurden wieder beide Möglichkeiten angeboten; jedes Mal ist er durch die blaue Öffnung geschwommen. Demzufolge hat er nicht gelernt.

Zeitdiagramm 1:



Abbildung 20: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Zeitdiagramm 2:


Abbildung 21: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

95,25

Grün

44

Zwei Möglichkeiten

46

Zwei Möglichkeiten

69,75

Tabelle 5: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 7:

Starke Preferänz auf blaue Farbe.


Abbildung 22: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Mittelwert : 117,25 s

Im Laufe des Trainierens auf die grüne Farbe wurde das Versuch abgebrochen, dementsprechens fehlen weitere Ergebnisse.


Fisch 8 zeigte ebenfalls eine Präferenz auf die blaue Farbe.


Abbildung 23: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Danach wurde er auf grüne Farbe trainiert.


Abbildung 24: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Beide Möglichkeiten wurden zweimal angeboten, und in beiden Fällen ist der Fisch dreimal durch die blaue und nur einmal durch die grüne Öffnung geschwommen. Daraus kann man schließen, dass er keine Verknüpfung zwischen der grünen Farbe und dem Futter hergestellt hat.

Zeitdiagramm 1:


Abbildung 25: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeitdiagramm 2:


Abbildung 26: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

174,75

Grün

156,5

Beide Möglichkeiten

41,25

Beide Möglichkeiten

185,75

Tabelle 6: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 9:

Der Fisch 9 zeigte keine Farbpräferenz.


Abbildung 27: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Er wurde auch auf die grüne Farbe trainiert.


Abbildung 28: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen



Abbildung 29: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

304

Grün

221,25

Beide Möglichkeiten

55,25

Tabelle 7: Durchschnittliche, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Von 9 Fischen haben 6 eine Präferenz auf die blaue Farbe gezeigt, 3 zeigten keine Präferenz. Alle wurden auf grüne Farbe trainiert. Nur Fisch 1 hat seine Präferenz zugunsten von einer Belohnung mit Futter abgegeben.


Diskriminierung zweier Farben: gelb / grün

Fisch 1:

Farbpreferänz: gelb (3:1).


Abbildung 30: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Der Fisch wurde auf grün treniert.


Abbildung 31: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Wenn beide Möglichkeiten angeboten wurden ist er zweimal durch die gelbe und zweimal durch die grüne Öffnung geschwommen. Wenn ihm nach ca 10 Minuten wieder beide Möglichkeiten angeboten wurden ist er jedes Mal durch die Öffnung geschwommen, der mit seiner Preferänzfarbe umrandet ist, also durch gelb.

Zeitdiagramm 1:

Abbildung 32: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen



Abbildung 33: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen



Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

81

Grün

65,25

Beide Möglihckeiten

10,5

Beide Möglichkeiten

26

Tabelle 8: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 2:

Keine Farpreferänz (2:2).


Abbildung 34: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Trainiert auf grün.


Abbildung 35: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Beide Möglichkeiten gelb:grün=3:1 ; 2:2
Man könnte aufgrund des ersten Resultats sagen, dass er gelernt hat aber Resultat 2 würde mit dieser Aussage nicht überstimmen.

Zeitdiagramm 1:

Abbildung 36: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Zeitdiagramm 2:

Abbildung 37: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

82

Grün

60,5

Beide Möglichkeiten

163,5

Beide Möglichkeiten

6,25

Tabelle 9: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 3:

Bei diesem Fisch wurde nur die Farbpreferänz getestet, und er zeigte eine starke Preferänz auf gelb. (4:0)


Abbildung 38: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Mittlere Zeit: 44,5 s


Der Fisch zeigte keine Farbpreferänz.


Abbildung 39: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Er wurde auf gelb trainiert.


Abbildung 40: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Beide Möglichkeiten wurden ihm ebenfalls zweimal angeboten. Beim ersten Mal ist er dreimal durch die gelbe und einemal druch die grüne Öffnung geschwommen. Wenn die beide Möglichkeiten noch einmal angeboten wurden, musste der Versuch abgebrochen werden, da schon die erste Runde länger als 10 Minuten gedauert hat.


Abbildung 41: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

78,5

Gelb

97,25

Beide Möglichkeiten

220

Tabelle 10: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Fisch 5:

Keine Farbpreferänz (2:2).


Abbildung 42: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Der Fisch wurde auf gelb trainiert.


Abbildung 43: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

98

Gelb

111,5

Tabelle 11: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen



Fisch 6:

Der Fisch 6 zeigte eine starke Präferenz auf die Farbe Gelb.


Abbildung 44: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Er wurde dementsprechend auf die grüne Farbe trainiert.


Abbildung 45: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Ihm wurden beide Möglicheiten zweimal angeboten und in beiden Fällen hat er seine Preferänz nicht aufgegeben. (4:0)

Zeitdiagramm 1:


Abbildung 46:Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Zeitdiagramm 2:

Abbildung 47: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

113,75

Grün

159

Beide Möglichkeiten

77,25

Beide Möglichkeiten

130,5

Tabelle 12: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 7:

Farbpreferänz auf gelb (3:1)


Abbildung 48: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Er wurde auf die Farbe Grün trainiert.


Abbildung 49: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Nachdem ihm beide Möglichkeiten angeboten wurden, ist er dreimal durch die Öffnung mit seiner Preferänz Farbe geschwommen, und nur einmal durch die grüne. Er hat nicht gelernt. Beide Möglichkeiten wurden ihm noch einmal angeboten aber der Versuch wurde abgebrochen, da eine Runde mehr als 10 Minuten gedauert hat.



Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

70,75

Grün

172,5

Beide Möglichkeiten

116

Tabelle 13: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 8:

Keine Farbpreferänz. (2:2)


Abbildung 51: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Er wurde auf die grüne Farbe trainiert.


Abbildung 52: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen

Man kann festestellen, dass der Fisch 8 nicht gelernt hat, da er jedes Mal, wenn ihm beide Möglichkeiten angeboten wurden, durch die gelbe Öffnung geschwommen ist.

Beide Möglichkeiten, 1. Mal :

Abbildung 53: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Beide Möglichkeiten, 2. Mal:

Abbildung 54: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen


Zeit [s]

Kein vorgegebenes Ziel

127,75

Grün

103

Beide Möglichkeiten

39

Beide Möglichkeiten

110,75

Tabelle 14: Durchschnittliche Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


Fisch 9:

In dem Preferänztest zeigte der Fisch starke Preferänz auf gelbe Farbe (4:0).


Abbildung 55: Zeit, die gebraucht wurde, um durch eine Öffnung zu schwimmen

Er wurde auf grün trainiert.


Abbildung 56: Zeit, die gebraucht wurde, um durch die Öffnung zu schwimmen


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