6.3 Limitationen mathematischer Modelle in der Verhaltensbiologie
Hamiltons Regel ist ein bekanntes Beispiel für den Einsatz mathematischer Modelle in der Verhaltensbiologie. Solche Modelle dienen dazu, komplexe biologische Phänomene, wie kooperatives Verhalten oder Altruismus, in eine formale Struktur zu bringen. Sie ermöglichen es, bestimmte Verhaltensmuster im Nachhinein nachvollziehbar zu machen und wissenschaftlich zu beschreiben. Dabei geht es vor allem um die Frage, unter welchen Bedingungen Individuen bereit sind, zugunsten verwandter Gruppenmitglieder auf eigene Vorteile zu verzichten.
Doch gerade hier liegt auch eine zentrale Herausforderung: Mathematische Regeln wie jene von Hamilton können leicht den Eindruck erwecken, dass sich Verhalten voraussagen lässt, so als ob biologische Systeme rein mechanistisch funktionieren würden. Diese Vorstellung ist jedoch irreführend. Die Realität in der Biologie ist dynamisch, vielschichtig und stark kontextabhängig. Faktoren wie Umweltbedingungen, soziale Strukturen, genetische Variation und Zufall spielen eine grosse Rolle und lassen sich nicht immer in eine einzige Gleichung fassen.
Die Arbeiten von Damore und Gore zeigen exemplarisch, dass klassische Modelle aus dem 20. Jahrhundert zwar hilfreich sind, um Daten zu ordnen und Hypothesen zu entwickeln, aber auch Risiken bergen. Werden solche Modelle zu stark verallgemeinert oder kausal interpretiert, können sie zu Fehlverständnissen führen. Gerade in der Didaktik ist es wichtig, solche Limitationen aufzuzeigen: Modelle sind Werkzeuge, keine Abbildungen der Wirklichkeit. Sie erklären Teilbereiche, aber nicht das ganze Bild.
Ein reflektierter Umgang mit mathematischen Regeln in der Verhaltensbiologie bedeutet also, ihre Nützlichkeit anzuerkennen, ohne sie zu überschätzen. Sie bieten eine Perspektive auf das Verhalten von Organismen, ist aber nicht die einzige. Für ein tieferes Verständnis braucht es auch experimentelle, beobachtende und vergleichende Methoden, die der Komplexität biologischer Systeme besser gerecht werden.
◑ Aufgabe 3. Ihr Freund sagt Ihnen folgendes «Die Regel von Hamilton zeigt, ob sich ein Verhalten lohnt und ob es sich im Verlauf der Evolution tatsächlich durchsetzt.». Stimmen Sie ihm zu? Begründen Sie Ihre Antwort.
◑ Aufgabe 4. Vergleiche mathematische Modelle wie Hamiltons Regel mit der biologischen Realität in der Verhaltensforschung bezüglich folgender Aspekte: Ziel, Kausalität und Vorhersagbarkeit.
● Aufgabe 5. Welche Risiken entstehen, wenn mathematische Modelle in der Biologie als kausale Erklärungen verstanden werden?