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In einer zurückliegenden Diskussion kam die Frage auf, ob Wissenschaft im Hundewesen nötig ist, um Hundeverhalten zu verstehen und zu erklären. Obwohl wir häufig annehmen, dass für eine solide Informationsbeschaffung und -bewertung gesunder Menschenverstand und simple Logik ausreichen, kann uns unsere Wahrnehmung sehr oft täuschen und dadurch zu falschen Annahmen und fehlerhaften Verknüpfungen führen. Die Wissenschaft versucht hier, Sachverhalte möglichst objektiv, quantitativ und qualitativ zu erklären, zu beweisen und zu widerlegen.
Im allgemeinen Sprachgebrauch wird die Beschreibung „Theorie“ oft für eine nicht-beweisbare, oder noch nicht bewiesene, rein gedankliche Spekulation verwendet („Das ist doch nur eine Theorie, in der Praxis ist es ganz anders.“). Eine wissenschaftliche Theorie wird jedoch nur als solche bezeichnet, wenn sie gewisse Qualitätsmerkmale aufweist. Dazu gehört unter anderem, dass die Inhalte empirisch prüfbar sind; das heißt, man muss sie beobachten und messen können. Es muss sich um Inhalte handeln, die in der Realität stattfinden und mit Phänomenen verknüpft sind. Inhalte, die nicht empirisch gemessen werden können, sind unwissenschaftlich; Inhalte die empirisch gemessen werden könnten, aber zum Beispiel nicht wiederholbar sind, oder die aufgrund der derzeitigen technischen Möglichkeiten nicht prüfbar sind, aber eventuell später prüfbar sein könnten, sind spekulativ. Wissenschaftliche Theorien müssen logisch sein und den naturwissenschaftlichen Gesetzen folgen. Sie müssen beschreibbar und nachprüfbar sein und dürfen weder spekulativ, noch widersprüchlich sein. Sie müssen wiederholbar sein und Prognosen beinhalten, die falsifizierbar sind. Gleichzeitig sollten sie zur weiteren Forschung inspirieren. Wissenschaftliche Theorien sind niemals alle Zweifel ausräumende Beweise, sondern gelten als die beste Annäherung an die Realität. Dogmatismus und die Verschließung gegenüber neuen Hypothesen verhindern, dass sich wissenschaftliche Theorien weiterentwickeln können. Hypothesen werden bestätigt oder verworfen.
Lerntheorien beschreiben Lernvorgänge von Individuen und Gruppen. Dabei spielen Behaviorismus und Kognitivismus die wesentlichsten Rollen. Die behavioristische Lerntheorie (Assoziation) baut auf der Abfolge von Stimulus, Reaktion und Verstärkung auf. Einer wahrnehmbaren Veränderung in der Umwelt (Stimulus/Reiz) folgt ein konditioniertes (erlerntes) oder unkonditioniertes (bedingungsloses) Verhalten als Reaktion. Die auf den Reiz oder das Verhalten folgende positive oder negative Konsequenz (Verstärker) verstärkt oder vermindert das Verhalten.
Die klassische (pawlowische) Konditionierung beschreibt eine Assoziation zwischen einem Stimulus und einem Verstärker und mündet daraufhin in Reizgeneralisierung (eine konditionierte Reaktion tritt auch bei ähnlichen Verhältnissen auf) oder Reizdiskriminierung (eine konditionierte Reaktion wird nur bei einem spezifischen Stimulus gezeigt und schließt ähnliche Stimuli aus).
Die instrumentelle (operante) Konditionierung beschreibt dagegen eine Assoziation zwischen einem Verhalten und einem Verstärker, folgt aber denselben methodischen Regeln von Verstärkung und Verminderung eines Verhaltens. Hierzu gehören auch die vier Quadranten der Konditionierung: Positive Strafe (etwas Unangenehmes wird hinzugefügt), positive Verstärkung (etwas Angenehmes wird hinzugefügt), negative Strafe (etwas Angenehmes wird entfernt oder vorenthalten) und negative Verstärkung (etwas Unangenehmes wird entfernt).
Zur kognitiven Lerntheorie gehören unter anderem Soziales Lernen und Lernen durch Einsicht. Soziales Lernen beinhaltet die Beobachtung anderer Individuen und Imitation. Wenn das Verhalten eines Individuums als Auslöser für gleiches Verhalten bei anderen fungiert, spricht man von sozialer Moderation. Lernen durch Einsicht beschreibt den Prozess, ein Problem zu erkennen (Ursache-Wirkung) und komplexe, zielgerichtete Lösungsstrategien zu entwickeln. Dabei kann bereits vorhandenes Wissen durch Misserfolg auch umstrukturiert werden. Man spricht auch vom „Aha!“-Effekt.
Jede Frage zu Tieren und ihren Interaktionen mit der Welt benötigt Wissen über Tierverhalten, um sie beantworten zu können. Die Verhaltensforschung erklärt, wie und warum Tiere sich verhalten und auf ihre Umwelt reagieren. Auch Menschen sind Tiere und kommen regelmäßig in Kontakt mit anderen Spezies. Die Tierforschung hat also immer auch Auswirkungen auf uns Menschen. Ein wichtiger Aspekt des Tierverhaltens ist seine Integration in der Biologie allgemein. Die Verhaltensforschung und die daraus gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auf Gebiete wie Ökologie, Evolutionsbiologie, Immunologie, Physiologie oder Neurowissenschaften anwenden. Und gerade weil auch wir Tiere sind, können wir die Verhaltensforschung dazu benutzen, uns selbst besser zu verstehen. Humanwissenschaften wie Psychologie, Soziologie, Ökonomie und Anthropologie profitieren alle von der Tierverhaltensforschung, insbesondere über Spezies, die nah mit uns verwandt sind. Fragen, die das Verhalten betreffen, beschränken sich nicht allein auf ein simples „Warum?“. Tatsächlich ist die Fragenstellung sehr viel komplexer.
Zum einen stellt sich die Frage nach der Ursache eines Verhaltens, nach dem Kontext, der Gestaltung und den unmittelbaren Faktoren. Welche Mechanismen liegen dem Verhalten zugrunde? Was verursacht ein bestimmtes Verhalten zu genau diesem Zeitpunkt? Wie wird das Verhalten „erzeugt“? Wie ist ein spezielles Verhalten entstanden? Wurde es erlernt? Vom wem und wann? War dazu Übung nötig, oder hat es sich ohne offensichtliche Lerneffekte entwickelt? Doch auch Fragen hinsichtlich der Funktion eines Verhaltens sind wichtig, im Kontext der natürlichen Selektion und Evolution, des Überlebens und des Nutzens. Welche Vorteile hat ein bestimmtes Verhalten, besonders im Vergleich mit verwandten Spezies? Die Fragen nach Kausalität, Entwicklung, Funktion und Evolution sind bekannt als die vier Warum-Fragen von Tinbergen (The Four Whys).
Wir Menschen leben mit unzähligen Tieren zusammen und profitieren auf unterschiedlichste Weise von ihnen. Das Studieren von Tieren ist in jederlei Hinsicht immer auch wichtig für den Menschen. Als Menschen sind wir verantwortlich für die Tiere, mit denen wir in Berührung kommen, besonders für jene Tiere, die wir pflegen und die auf uns angewiesen sind. Das Verständnis über Tierverhalten hilft uns, das Zusammenleben so angenehm und stressfrei wie möglich zu gestalten und das Wohlergehen der uns anvertrauten Tiere zu sichern.
Wenn wir von Vermenschlichung sprechen, dann denken viele an „menschliche“ Emotionen wie Liebe, oder daran, sein Tier wie ein Kind oder einen Menschen zu behandeln, indem wir Bedürfnisse an ihnen ausleben, die wir normalerweise ausschließlich mit anderen Menschen, meist Partner oder Kinder, in Verbindung bringen und den Tieren dasselbe Bedürfnis andichten. In der Wissenschaft wird die Vermenschlichung in der Regel etwas anders betrachtet. Hier bedeutet Vermenschlichung nicht, dass wir Tieren komplexe Emotionen und kognitive Fähigkeiten zugestehen, sondern dass wir menschliche Absichten, die zu einem bestimmten Verhalten führen, auf das Tier anwenden, ohne die tatsächlichen Gründe zu kennen. Die Vermenschlichung beruht hier auf Annahmen, warum ein Verhalten auftritt oder nicht auftritt, die als „typisch menschlich“ gelten.
Wie oft haben wir das Fehlverhalten unserer Hunde damit entschuldigt, dass sie nicht gehorchen möchten, weil sie stur sind. Angeblich gehorcht der Hund absichtlich nicht, obwohl er „genau weiß“, dass er dies oder jenes nicht darf. Was wir darin hineininterpretieren: Der Hund möchte nicht gehorchen, einfach aus Prinzip – und vielleicht genießt er seinen Ungehorsam sogar. Der Hund ist stur und sogar ein bisschen gemein. Ein Hund ist jedoch kein Mensch. Wenn wir Hunde vermenschlichen, ist das oft ein sehr persönlicher Prozess, der auf individuellen Erfahrungen beruht und dem Hund Absichten andichtet, die wir in unserem eigenen Leben bereits in dieser Weise kennengelernt haben. Unsere Annahmen folgen typisch menschlichen, sozialen Strukturen und blenden die Tatsache aus, dass der Hund vielleicht gar nicht in der Lage ist, eine solche Absicht zu entwickeln, oder dass sein Verhalten auf genetischen Faktoren oder Umweltfaktoren beruht. Nicht selten denken wir sogar deshalb so, weil wir so reagieren würden, wären wir an des Hundes Stelle. Bevor wir einen Hund direkt als stur, sadistisch, dankbar oder bösartig abstempeln (oder dieses Verhalten erwarten), sollten wir sein Verhalten und die Gründe dahinter vernünftig und fachgerecht untersuchen. Die Wissenschaft schließt nicht aus, dass gewisses Verhalten, das bei Tieren beobachtet wird, menschlichem Verhalten ähnelt, doch solche Hypothesen sollten getestet und nicht nur vermutet werden.
Für die Datenerhebung haben sich vier Herangehensweisen am meisten bewährt: Observationsstudien, kontrollierte Experimente, vergleichende Analysen (Metastudien) und theoretische Modelle.
Observationsstudien beinhalten das Beobachten von Verhalten, ohne es zu manipulieren, das Erkennen von Zusammenhängen zwischen unterschiedlichem Verhalten, sowie zwischen Verhalten und anderen Faktoren.
Observationsstudien sind wenig geeignet, um Verhaltensursachen zu dokumentieren. Dafür müsste mindestens eine Variable verändert werden, um eine Verhaltensveränderung beobachten zu können.
Mit kontrollierten Experimenten wiederum werden Variablen isoliert und auch zusammengesetzt, um einen Weg zu finden, Möglichkeiten und Erklärungen zu erschließen. In kontrollierten Experimenten wird in der Regel an einer begrenzten Anzahl von Individuen getestet.
Anders verhält es sich bei Vergleichsstudien, beziehungsweise Metaanalysen. Hier sind in der Regel ganze Spezies Gegenstand der Untersuchung. In Vergleichsstudien wird der Frage auf den Grund gegangen, warum es Unterschiede in den Verhaltensstrategien von Spezies gibt. Das Verhalten wird quantifiziert und begutachtet, ob Strategien sich aufgrund genetischer Faktoren oder umweltbedingt unterscheiden.
Theoretische Modelle werden herangezogen, wenn es darum geht, Hypothesen zu kreieren. Sie sind nützlich, weil sie häufig auf viele verschiedene Spezies anwendbar sind und auf spezifischen Vermutungen zur Ökologie und Evolution basieren. Diese Vermutungen müssen nicht generell wahr sein. Theoretische Modelle kalkulieren die Vor- und Nachteile bei unterschiedlichen Entscheidungen, lösen das Problem mathematisch und generieren Vorhersagen, die dann an echten, lebendigen Populationen getestet werden können.
In Korrelationstests wird untersucht, ob sich ein bestimmtes Verhalten signifikant ändert – zum Beispiel häufiger oder weniger auftritt – wenn sich eine Variable ändert. Solche Tests können nur aussagen, ob zwei Dinge zusammenhängen, aber nicht, ob sie voneinander abhängig sind.
Die grundlegende Basis wissenschaftlicher Kommunikation ist die wissenschaftliche Veröffentlichung – das „Scientific Paper“ – ein Bericht, der wissenschaftliche Forschung beschreibt und in einem Wissenschaftsjournal veröffentlicht wird. Ist eine Forschung abgeschlossen, schreiben die involvierten Wissenschaftler eine Abhandlung, welche im Detail die Art und Weise beschreibt, wie die Forschung abgelaufen und zu welchem Ergebnis sie gekommen ist. Ziel ist es, den Forschungsablauf so genau zu beschreiben, dass andere Wissenschaftler ihn reproduzieren können, sowie die Hypothesen und Ergebnisse in den Kontext vorangegangener Forschung zu setzen. Anschließend wird die Studie einem Wissenschaftsjournal zur Veröffentlichung angeboten. Der zuständige Herausgeber muss nun entscheiden, ob er die Arbeit veröffentlicht oder nicht. Gibt es offensichtliche und ernste Probleme oder Widersprüche, wird der Herausgeber die Studie wahrscheinlich sofort ablehnen und nicht veröffentlichen.
In der Regel ist er jedoch kein Experte auf dem speziellen Fachgebiet, in dem sich die Studie bewegt. Aus diesem Grund nimmt er die Hilfe von Gutachtern in Anspruch – Wissenschaftlern, die sich im gleichen Fachgebiet bewegen und die Studie begutachten und kommentieren. Dieser Vorgang wird als Peer-Review oder Begutachtungsverfahren bezeichnet. Die Aufgabe eines Peer-Reviews ist es, die Qualität der Studie einzuschätzen und damit die Eignung, sie zu veröffentlichen. Ein Gutachter schätzt auch ein, ob die Studie in das Programm des jeweiligen Journals passt. Jede wissenschaftliche Literatur ist durch diesen Prozess gegangen, weshalb die Informationen in der Regel zuverlässig sind. Natürlich können Forscher und Gutachter trotzdem Fehler machen und einige davon sind schwer zu entdecken. Jedoch ist das Lesen einer peer-reviewten Studie zumindest eine Garantie, dass sie objektiv von verschiedenen Experten begutachtet wurde.
Wissenschaftliche Journale mit peer-reviewten Studien und andere Quellen mit originalem Inhalt werden als Primärliteratur bezeichnet. Sie beinhalten neue wissenschaftliche Informationen.
Zeitungen, Bücher, Onlineartikel, Kommentare, Enzyklopädien oder TV-Shows sind dagegen Sekundärliteratur, da die Inhalte bereits zuvor präsentiert wurden.
Um wissenschaftliche Literatur zu verstehen, müssen wir uns die Fähigkeit aneignen, die darin enthaltenen Informationen kritisch zu erfassen. Der erste Schritt dabei ist herauszufinden, ob es sich bei einer Information um Primär- oder Sekundärliteratur handelt, und ob diese peer-reviewt wurde. Zudem gilt es herauszufinden, ob die Autoren einer Studie mit einer Universität, einem Forschungsinstitut oder einer anderen seriösen Einrichtung zusammenarbeiten. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Frage, wer die Studie finanziert hat. Dies sollte in der Studie selbst angegeben werden. Die Arbeit sollte ebenfalls vorangegangene Primärliteratur zitieren – jede gute Arbeit baut auf vorangegangenen Studien auf und bezieht diese in neue Forschungen mit ein.
Das Vorbereiten, Sammeln und Analysieren von verhaltensbezogenen Daten folgt bestimmten Regeln. Eine der wichtigsten ist die Frage nach der Ethik. Die Ergebnisse von Studien, für die Tiere leiden mussten, können unter Umständen nicht zutreffend sein für Tiere, die nicht leiden. Wenn die Variablen einer Studie von den realistischen Gegebenheiten zu stark abweichen, können die Resultate in der tatsächlichen Anwendung wertlos sein.
Die Datenpunkte und Bedingungen müssen unabhängig sein. Multiple Forschungen am selben Individuum, derselben Gruppe oder derselben Umgebung sind Pseudoreplikationen und keine echten Replikationen für statistische Bedingungen. Siehe auch:
https://github.com/jdittrich/StatistikFalschGemacht/blob/master/pseudoreplication.rst
Ein weiteres Problem ist Voreingenommenheit und damit einhergehende Erwartungen an Forschungsergebnisse. Um diese zu umgehen, können Blindstudien helfen, bei denen die ausführenden Wissenschaftler nicht wissen, zu welcher Experimentgruppe ihre Beobachtungen gehören. Besonders wenn verschiedene Wissenschaftler in die Forschung involviert sind, ist es wichtig zu testen, ob sich ihre Beobachtungen voneinander unterscheiden. Gesammelte verhaltensbezogene Daten müssen objektiv und spezifisch sein und nicht vage als zum Beispiel „aufgeregt“ oder „aggressiv“ beschrieben werden.
Multiple Testprobleme treten auf, wenn man zu viele Hypothesen an derselben Stichprobe testen möchte und damit die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass eine davon fälschlicherweise als zutreffend angenommen wird. Dieses Problem ist bekannt als Alphafehler-Kumulierung und kann einerseits mit der sogenannten „Bonferroni-Methode“ adjustiert werden. Im Vorfeld verhindern lässt sich dieses Problem, indem man die Relevanz eines Ergebnisses an der Wahrscheinlichkeit seines Auftretens misst und für multiple Hypothesen unterschiedliche Stichproben verwendet.
Auch bedeutungslose Effekte, die weder einen Unterschied, noch eine Korrelation feststellen, müssen erwähnt werden, um die bedeutenden Ergebnisse der Studie hervorzuheben.
Eine Studie startet grundsätzlich mit einer Hypothese. Diese muss klar formuliert und festgesetzt sein, bevor Daten gesammelt und analysiert werden. Damit wird die Wahrscheinlichkeit verringert, das Auftreten bedeutender Effekte nur zufällig zu entdecken und es verhindert gleichzeitig, dass bedeutende und unbedeutende Effekte unerwähnt bleiben. Wenn sich die Ergebnisse einer Studie von der zuvor festgelegten Hypothese unterscheiden, bietet dies neuen Stoff für weiterführende Forschung und Diskussionen.
Statistische Ausreißer sind Daten, die sich erheblich vom Rest unterscheiden. Dies kann auftreten, wenn eines der Tiere zum Beispiel krank ist oder andere Faktoren sein Verhalten beeinflussen. Ausreißer müssen erwähnt und die Studie mit und ohne sie durchgeführt werden, um signifikante Auswirkungen auf das Ergebnis festzuhalten. Es kann sich unter Umständen um ein normales, aber seltenes Verhalten handeln.
Eine Studie gliedert sich in mehrere Kategorien:
1. Abstract Der Abstract fasst die Studie in einem kurzen Absatz zusammen. Er ist der meistgelesene Teil einer Studie und auch der, der in der Sekundärliteratur am häufigsten wiedergegeben wird, beispielsweise als Schlagzeile und kurzer Artikel. Der Abstract beinhaltet einen Überblick über sämtliche Punkte der Studie und führt die Hypothese, die Spezies, die grobe Beschreibung der Methoden und die wichtigsten Ergebnisse auf.
2. Einführung (Introduction) Die Einführung legt das Grundprinzip der Studie fest. Sie enthält den Hintergrund mit Bezug auf bereits existierende Arbeiten, sowie den Zweck der Studie und begründet damit ihre Bedeutung. Die Einführung präsentiert die Hypothese und die daraus abgeleitete Prognose.
3. Methodik (Methods) Der Abschnitt über die Methodik ist der wichtigste Teil einer Studie, weil dieser eine Beurteilung über die Stichhaltigkeit der Ergebnisse überhaupt erst möglich macht. In diesem Abschnitt wird erläutert, wie, wann, wo und an wem eine Studie durchgeführt wurde; er beschreibt das Design des Experiments, die Datensammlung und auch die statistischen Methoden.
4. Ergebnisse (Results) Die Ergebnisse listen klar und verständlich auf, was die Studie entdeckt hat. Der Abschnitt stellt statistische Informationen, Figuren und Grafiken zur Verfügung, interpretiert die Ergebnisse jedoch nicht. In der Regel handelt es sich hier um den kürzesten Abschnitt.
5. Erörterung (Discussion) Die Erörterung setzt die Studienergebnisse in einen Kontext. Sie stellt klar, ob die zuvor festgelegte Hypothese unterstützt wurde und vergleicht die Ergebnisse mit den Ergebnissen früherer Studien. Die Erörterung listet jedoch auch Begrenzungen und Risiken der Studie und ihrer Ergebnisse auf und präsentiert weiterführende Ideen.
Weiterführende Sektionen sind die Literaturangaben (Bibliography), in der Quellen, die in der Studie zitiert wurden, aufgelistet sind, sowie Zurkenntnisnahmen (Acknowledgements) von Personen und Institutionen, die bei der Studie geholfen oder sie finanziert haben, und etwaiges Zusatzmaterial, das nicht essenziell, aber vielleicht von Interesse ist.
Ein häufiger Fehler beim Bewerten von Studien ist, die Ergebnisse einer einzigen Studie als Fakt zu deklarieren. Ein Ergebnis und eine einzige Studie ergeben noch lange keinen Fakt. Erst durch Wiederholung, Veränderung der Variablen und durch Begutachtungsverfahren erhalten wir eine Vorstellung davon, wie relevant die Ergebnisse für unsere Realität sind und wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, von einem Fakt ausgehen zu können.
Das Misstrauen gegenüber wissenschaftlichen Studien wird häufig damit begründet, dass Studien gefälscht werden können und sich die Ergebnisse ständig ändern. Die Qualität einer Studie ergibt sich einerseits durch die Analyse der Methoden, andererseits durch ihre Transparenz bezüglich der Finanzierung. Hierfür ist es unablässig, die Primärliteratur zu studieren und sich nicht allein auf das zu verlassen, was im Fernsehen, in Büchern, auf Blogs oder auf Facebook behauptet wird. Gute wissenschaftliche Artikel verweisen daher immer auf die Originalstudie.
Für den zweiten Einwand – nämlich dass sich die Erkenntnisse ständig ändern – muss man verstehen, dass erst die Gesamtheit wissenschaftlicher Arbeiten einen Fakt bestimmt. Das Phänomen „Heute sagt die Wissenschaft das eine und morgen etwas ganz anderes“ ist hauptsächlich einem Journalismus zu verschulden, der einzelne Studien als Fakten verkauft und nicht als das, was sie tatsächlich sind: Individuelle Arbeiten, deren Qualität und Relevanz erst durch Gutachten und Metaanalysen bestimmt werden kann.