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WELTER, M. (2010)

Food intake and feeding behaviour in captive Andean bears (Tremarctos ornatus) and Malayan sun bears (Helarctos malayanus).

Master Thesis

124 Seiten

Zoologisches Institut Universität Köln
Betreuung: T. Ziegler, L. Kolter, H. Arndt
Kölner Zoo

Zusammenfassung:

Der in Südamerika beheimatete Brillenbär (Tremarctos ornatus), einziger noch lebender Vertreter der Kurzschnauzenbären (Tremarctinae), gehört mittlerweile zu den bedrohten Tierarten dieser Erde (IUCN Red List, 2009). Um die noch existierenden Bärenpopulationen Südamerikas noch weitestgehend erhalten zu können, ist es von Nöten, möglichst viele Informationen über die Ökologie dieser Tierart zu sammeln. In diesem Zusammenhang beobachteten Paisley und Garshelis 2006 Brillenbären, welche sich in eine höher gelegene Graslandschaft Boliviens zurückgezogen hatten und sich hier fast ausschließlich von Bromelien ernährten. Die beiden Forscher gingen davon aus, dass die Brillenbären in solchen Gebieten aufgrund der hohen Futterdichte schneller gesättigt seien als Bärenarten, die auf der Futtersuche weite Strecken zurücklegen müssen (Welch et al., 1997). Folglich müssten Brillenbären weniger Zeit in Nahrungssuche investieren und könnten den Rest des Tages im Ruhezustand verbringen. Die Ergebnisse von 2006 zeigten jedoch, dass das Aktivitätsbudget der Brillenbären dem aller anderen Bären sehr stark ähnelt, so dass Paisley und Garshelis ihre Anfangshypothese verwerfen mussten. Warum die Brillenbären jedoch so ein derart hohes Aktivitätsbudget trotz hoher Futterdichten aufwiesen ist bis heute nicht geklärt. In der folgenden Studie soll nun geklärt werden, ob das Aktivitätsbudget der Brillenbären möglicherweise durch ein, im Gegensatz zu anderen Bären, verändertes Nahrungsaufnahmeverhalten zustande kommt. Es wäre durchaus möglich, dass der Brillenbär die Nahrung mechanisch besser verarbeitet. Folglich würde er mehr Zeit benötigen um eine gewisse Menge an Futter aufzunehmen, was die von Paisley und Garshelis (2006) gemessene erhöhte Aktivität zumindest teilweise erklären würde. Um diese Hypothese zu testen, werden in dieser Studie die Anzahl der Bissen pro Futtermittel, die Kauzeit (min) pro Futtermittel, die Kauschläge pro Futtermittel sowie die Gesamtfresszeit (min) pro Futtermittel von vier Brillenbären aus dem Zoo Zürich mit den Werten von vier Malaienbären aus dem Kölner Zoo verglichen. Um weitere Vergleiche mit früheren Studien zu ermöglichen, werden die Daten in die folgenden sechs Variabeln umgerechnet: Kaufrequenz [Kauschläge/Kauzeit (min)], Kaurate (Kauschläge/ g Trockengewicht), Bissgröße  (g Trockengewicht/Bissen), Bissrate (Bissen/min), Aufnahmerate [g Trockengewicht/ Kauzeit (min)] und Manipulationszeit (min). Zusätzlich werden die beiden Arten auch noch im Hinblick auf unterschiedliche Kotpartikelgrößen untersucht (Vibrotronic Typ VE 1; Retsch; Germany). Anhand dieser Studie konnte die Hypothese belegt werden, dass Brillenbären eine geringere Aufnahmerate [g Trockengewicht/ Kauzeit (min)] als Malaienbären haben. Dabei wird die Aufnahmerate [g Trockengewicht/ Kauzeit (min)] der Brillenbären einmal durch ein spezielles Kauverhalten mit einer geringeren Kaufrequenz [Kauschläge/Kauzeit (min)] und einer erhöhten Kaurate (Kauschläge/ g Trockengewicht) beeinflusst. Des Weiteren zeigen sich auch im Bissverhalten Unterschiede zum Malaienbären insofern, dass die Brillenbären eine geringere Bissgröße (g Trockengewicht/Bissen) sowie eine geringere Bissrate (Bissen/min) haben. Da sie zusätzlich auch noch eine höhere Manipulationszeit (min) aufweisen, können sie in einem gewissen Zeitraum nicht so viel Futter aufnehmen wie Malaienbären. Was jedoch die Kotpartikelgröße betrifft, so konnte die der Studie zugrunde liegende Hypothese nicht bestätigt werden. Tatsächlich waren die Kotpartikel der Brillenbären in dieser Studie größer als die der Malaienbären. Die unterschiedlichen Fressverhalten dieser Studie lassen sich wahrscheinlich auf die spezielle Schädelmorphologie der Brillenbären zurückführen. Da Brillenbären im Vergleich zu Malaienbären ein höher gelegenes Kiefergelenk haben, können sie ihr Maul nicht derart weit öffnen (Engels, 2007). Dies würde erklären, warum sie im Vergleich zum Malaienbären kleinere Bissgrößen (g Trockengewicht/Bissen) aufweisen. Des Weiteren erlaubt die Kiefergelenkhöhe ein energiesparenderes Kauen (Arendsen de Wolff-Exalto, 1951 cf. Davis, 1955), so dass die Brillenbären möglicherweise länger kauen können und deshalb einen erhöhte Kaufrate (Kauschläge/g Trockengewicht) haben. Zusätzlich dazu sind die Kaumuskeln der Brillenbären besser entwickelt, (Davis, 1955) so dass die Brillenbären fester zubeißen können. Da intensives Kauen jedoch zeitaufwendig ist, haben die Tiere eine geringere Kaufrequenz [Kauschläge/Kauzeit (min)]. Das zeitaufwendigere Kau- und Beißverhalten der Brillenbären führt letztendlich dazu, dass sich auch ihre Aufnahmerate [g Trockengewicht/Kauzeit (min)] verringert. Im Hinblick auf die Kotuntersuchungen kann festgehalten werden, dass trotz des intensiven Kauverhaltens, Brillenbären größere Kotpartikel haben als Malaienbären. Deshalb wird davon ausgegangen, dass das intensive Kauverhalten nicht primär dazu dient die Nahrung möglichst weit zu zerkleinern, sondern nötig ist, um das Futter überhaupt auf eine verdaubare Partikelgröße zu reduzieren.

Abstract:

Little is known about the ecology and distribution of the Andean bear (Tremarctos ornatus), the only surviving of the family of Ursidae in South-America (Wilson & Mittermeier, 2009). Yet, as for many vulnerable species, the lack of information about ecology and distribution often makes it really difficult to develop adequate management strategies and conservation plans (IUCN Red List, 2009). Therefore, research on ecology of wild Andean bear population is still going on these days. In this context, a recent study (Paisley & Garshelis, 2006) analyzed feeding behaviour of Andean bears living in bromeliad-rich high altitude mixed grassland-cloud forests of Bolivia where researchers assumed bears to “fulfil their foraging needs in less time (…) than bears that depend mainly on small, scattered fruits, which take more time to find in quantities sufficient to satiate a bear” (Welch et al., 1997). However, their results revealed similar activity patterns for Andean bears and other foraging bear species (Paisley & Garshelis, 2006). In this study, I hypothesise that the fine structure of feeding behaviour, in particular the masticatory behaviour, of Andean bears is different from that of the ursinae species in a way that Andean bears need more time to process a certain amount of food. In other words, Andean bears have lower intake rates than the ursinae bears, explaining thereby at least partly the amazingly high activity patterns found by Paisley and Garshelis (2006). To test this hypothesis, the bite number per food item, the chewing time (min) per food item, the chewing slaps per food item and the feeding time (min) per food item of four captive Andean bears from Zurich Zoo are determined by means of the focal sampling method and continuous recording (Martin & Bateson, 1994) and compared to that of four captive Malayan sun bears from Cologne Zoo. For further comparison with other studies, these data are transformed into the six variables chewing frequency [slaps/chewing time (min)], chewing rate (slaps/g dry weight), bite size (g dry weight/bite), bite rate (bites/min), intake rate [g dry weight/chewing time (min)] and manipulation time (min). Additionally, scat particle size of both bear species is determined by means of the filter machine Vibrotronic Typ VE 1 (Retsch; Germany). The present study reveals that Andean bears effectively have lower intake rates [g dry weight/chewing time (min)] in comparison to Malayan sun bears. Principal causes are differences in chewing and biting activity as well as in food manipulation. The study clearly shows that Andean bears have lower bite sizes (g dry weight/bite) and lower bite rates (bites/min) and additionally display lower chewing frequencies [slaps/chewing time (min)] and higher chewing rates (slaps/g dry weight). Moreover, Andean bears manipulate more while feeding. Thus, in comparison to Malayan sun bears, Andean bears take smaller bites and process them more intensively, so that they need more time to ingest a certain food quantity. However, even though their food is highly processed, Andean bears produce bigger scat particles than Malayan sun bears. This particular feeding behaviour can at least be partly explained by the particular cranio-dental morphology of Andean bears. In fact, the skull morphology of Andean bears differs from that of the ursinae species in the position of the mandibular articulation (Engels, 2007) and the development of the different masticatory muscles (Davis, 1955). Thereby, the higher mandibular articulation reduces the relative muzzle opening (Engels, 2007), so that Andean bears are not able to ingest big food bites. Furthermore, the high mandibular articulation allows a better distribution of the masticatory pressure over the whole toothrow (Arendsen de Wolff-Exalto, 1951 cf. Davis, 1955), allowing Andean bears to save energy while chewing and thus explaining the elevated chewing rates (slaps/g dry weight). In addition, the masticatory muscles, especially the masseter zygomaticomandibularis (Davis, 1955) are highly developed and create such intense forces that fast chewing is not possible, so that the chewing frequency [slaps/chewing time (min)] is reduced. As the food intake and consequently the intake rate [g dry weight/chewing time (min)] are influenced simultaneously by chewing and biting behaviour, the differences measured in chewing and biting activities lead to the observed reduction in food intake. However, even though Andean bears intensively process their food, their scat particle size is not reduced in comparison to Malayan sun bears. In contrast, their scat particles are even bigger. Thus, I assume that the intense chewing and biting activities of Andean bears are not primarily thought to crush the food into extremely small particles. I rather suppose that Andean bears need to perform these intensive behaviour to reduce the food into particles small enough to be digested.

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© Peter Dollinger, Zoo Office Bern hyperworx