Lungenwurminfektionen bei Robben und serologische Nachweismöglichkeiten.

A recombinant antigen-based enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for lungworm detection in seals.

In: Parasites & Vectors 8 (2015) 443.  ISSN 1756-3305

Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung, Institut für Parasitologie, beides Tierärztliche Hochschule Hannover
1. Betreuer: Prof. Prof. h.c. Dr. Ursula Siebert
2. Betreuer: Christina Strube, Prof. Dr. med. vet., PhD
Tierärztliche Hochschule Hannover
Tierpark Nordhorn

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Zusammenfassung:

Die Forschungsarbeit beinhaltet die Etablierung eines serologischen Nachweisverfahrens zur Detektion einer Lungenwurminfektion bei Seehunden und Kegelrobben. Die Lungennematoden Otostrongylus circumlitus und Parafilaroides gymnurus kommen bei Seehunden häufiger und mit größeren Wurmbürden als bei Kegelrobben vor. Sie stellen bei an deutschen Küsten gefundenen Seehunden die pathogensten Parasitenarten dar: Die Nematoden, die im Respirationstrakt  ihrer vorwiegend unter einem Jahr alten Wirte parasitieren, verursachen Läsionen, die sich durch bakterielle Sekundärinfektionen zu schwerwiegenden Bronchopneumonien entwickeln und zum Tod der Robben führen können.

Eine individuelle Detektion von Lungenwurminfektion kann meist erst post mortem festgestellt werden. Das Paper beschreibt die serologische Nachweismöglichkeit in Form eines rekombinanten, antigen- basierten enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA), der die Lungenwurmantikörper in Blutproben von Robben detektieren kann. Damit ließen sich Dynamik und Immunologie der Lungenwurminfektion effektiver erforschen. Die Bedeutung und der Verlauf eines Parasitenbefalls für den Gesundheitszustand könnten bei freilebenden und bei Tieren in menschlicher Obhut engmaschig beobachtet werden. Ein ELISA kann ermöglichen, die starke Altersabhängigkeit im Befall und einen eventuellen Anstieg der Infektionsrate in der Population zu ergründen. Eine verstärkte Anfälligkeit für Lungenwurminfektionen könnte z.B. durch erhöhte Schadstoffbelastungen in der Nord- und Ostsee, die eine Immunsuppression bei den Robben verursacht, einhergehen. Anthropogene Auswirkungen auf die einheimischen Meeressäugetiere durch die verstärkte Nutzung der deutschen Meeresgebiete können so beleuchtet werden und zum Verständnis, Management und Schutz der Robbenbestände in Nord- und Ostsee beitragen.

Abstract:

Pinnipeds are frequently infected by the lungworms Otostrongylus circumlitus and Parafilaroides gymnurus (Metastrongyloidea). Infections are frequently associated with secondary bacterial bronchopneumonia and are often lethal. To date, a reliable lungworm diagnosis in individual seals is only possible during necropsy as examination of faeces collected from resting places does not allow assignment to individuals. Therefore, a diagnostic tool for lungworm detection in living seals is desirable for monitoring health of seals in the wild and in captivity. Previously, an ELISA based on recombinant bovine lungworm major sperm protein (MSP) as diagnostic antigen was developed for lungworm diagnosis in cattle. In the present study, this test was adapted for detection of antibodies against lungworms in harbour (Phoca vitulina) and grey seals (Halichoerus grypus). Furthermore, sera of northern elephant seals (Mirounga angustirostris) were tested to evaluate whether the harbour/grey seal ELISA is suitable for this seal species as well.
Methods
For ELISA evaluation, lungworm-positive and -negative sera of harbour and grey seals were analysed using horseradish peroxidase (HRP)-conjugated Protein A as secondary antibody. Optical density was measured and a receiver operating characteristic (ROC) analysis was performed to determine a cut-off value. Potential cross-reactions were examined by testing serum of seals positive for gastrointestinal and heart nematodes, but negative for lungworm infections. In addition, sera of northern elephant seals were analysed.
Results
Harbour and grey seal serum samples showed significant differences in optical density (OD) between serum of infected and uninfected animals resulting in a cut-off value of 0.422 OD with a specificity of 100% (95% CI: 87.23-100%) and a sensitivity of 97.83% (95% CI: 88.47-99.94%). Cross-reactions with heart or gastrointestinal nematodes were not observed. Analysis of northern elephant seal samples resulted in detection of antibodies in animals positive for lungworm larvae at faecal examination.
Conclusions
The ELISA presented is a valuable method for detection of lungworm infections in live harbour and grey seals, providing a monitoring tool to reveal epidemiological dynamics of lungworm infections during health surveillance in free-ranging seals. Furthermore, ELISA results may aid institutions with harbour and grey seals under human care on decisions regarding anthelminthic treatment of individual animals.

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Untersuchungen zur Ökologie der Chamäleonfauna der Masoala-Halbinsel, Nord-Ost Madagaskar.

Dissertation

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät
(1. Referent: Prof. Dr. Wolfgang Böhme, 2. Referent: Prof. Dr. Steven F. Perry)
in Zusammenarbeit mit Zoo Zürich

301 Seiten

Volltext

Zusammenfassung:

Während zweier Feldaufenthalte vom April bis Juni 2003 und vom Oktober 2003 bis Januar 2004 wurden von insgesamt sieben Chamäleonarten an drei verschiedenen Standorten um die Baie d'Antongil, Nord-Ost Madagaskar, Daten zur Morphologie und Ökologie aufgenommen. Die drei Untersuchungsgebiete waren die Stadt Maroantsetra, die Insel Nosy Mangabe und das Forschungscamp Andranobe an der Westküste des Masoala National Parks.

Während der erste Aufenthalt am Ende der warmen Jahreszeit lag und insbesondere zur Datenaufnahme zur Morphologie, Populationsstruktur, Schlafhöhen, Fortpflanzungsverhalten und zum Kotprobensammeln gedacht war, waren die Schwerpunkte des zweiten Aufenthaltes zum Beginn der warmen Jahreszeit die Abschätzung der Populationsgrössen und der Raumnutzung 'home range'. Die Kotproben wurden auf Eier und Larven von Helminthen und auf Nahrungsbestandteile untersucht.

Von Brookesia peyrierasi, B. superciliaris, Calumma nasutum und Furcifer pardalis wurden genügend Exemplare gefunden, um statistische Tests anzuwenden. Von C. cucullatum, C. parsonii und F. aff. willsii wurden nur einzelne Exemplare gefunden, von denen lediglich Daten zur Morphologie und Habitat sowie Kotproben gesammelt werden konnten.

Sowohl bei B. superciliaris als auch bei C. nasutum sprechen die untersuchten morphologische und ökologische Daten für eine taxonomische Eigenständigkeit der Populationen. Das einzelne Männchen von F. aff. willsii war durch das Fehlen der Nasenfortsätze sicher zu erkennen und nicht artgleich mit den F. willsii des zentralen Ostens Madagaskars. Die Exemplare der anderen Arten entsprachen gut den bisher veröffentlichen Angaben zur deren Morphologie. Nur die bisherigen publizierten Maximalgrössen beider Geschlechter von B. peyrierasi wurden um zwei bzw. drei Millimetern übertroffen.

Statistisch signifikante Unterschiede in der Kopf-Rumpf-Länge, Schwanzlänge und Gesamtlänge zwischen den Geschlechtern konnten nur bei F. pardalis bestätigt werden. Die Aussage, dass bei der Gattung Brookesia die Weibchen grösser werden, konnte statistisch nicht nachvollzogen werden. Bei B. superciliaris waren allerdings die Weibchen signifikant schwerer.

Die Habitatwahl entsprach bei B. peyrierasi und B. superciliaris den veröffentlichten Daten. C. nasutum konnte entgegen anderer Literaturangaben ausschliesslich im primären Regenwald gefunden werden. C. cucullatum kann ausserhalb des Waldes bzw. in der Sonne scheinbar nur wenige Minuten überleben. Nicht seltene Funde von F. pardalis (auch bei der Eiablage) innerhalb von Waldgebieten und dort weit entfernt von Wasserläufen werden im Zusammenhang mit der in mehreren Veröffentlichungen statistisch gegebenen "Wassergebundenheit" von Chamäleons innerhalb des Waldes diskutiert. Eine Gegenhypothese zu bisherigen Erklärungen wird formuliert.

Abweichungen in den Fundzahlen und -häufigkeit der Arten werden anhand der verschieden angewandten Suchmethoden anderer Autoren diskutiert, wobei der Einsatz von Handlampen besonders hervorgehoben wird. Insbesondere auf der Insel Nosy Mangabe werden sehr hohe Populationsdichten für B. peyrierasi (bis zu 996 Tiere/ha) und C. nasutum (bis zu 253 Tiere/ha) nachgewiesen. Auch wenn für andere Chamäleonarten schon recht hohe Dichten errechnet wurden, fallen von mir errechneten Werte im Vergleich zu bisherigen Daten auf. Dies wird mit der besonderen Inselsituation und dem etwaigen Fehlen von Konkurrenzarten bzw. Prädatoren begründet. Die Daten zur Geschlechtsstruktur bestätigen die für Brookesia-Arten gemachte Aussage des Männchenüberschusses und die des Weibchenüberschusses bei Calumma-Arten für C. nasutum. Bei F. pardalis wird ein ausgewogenes Geschlechtsverhältnis festgestellt, was den Daten in der Literatur entspricht.

49,1 % aller Kotproben wiesen keine pathogene Parasiten auf. Die sechs nachgewiesenen Parasitengruppen waren sehr unterschiedlich in und unter den Chamäleonarten verteilt. Bei C. cucullatum wurden fünf der sechs Parasitengruppen gefunden und Kokzidien der Gattung Eimeria bei sechs der sieben Chamäleonarten nachgewiesen. Die Untersuchungen zur Nahrungszusammensetzung gestalteten sich auf Grund des guten Verdauungszustandes in den Kotproben und fehlender Vergleichsliteratur schwierig. Das Nahrungsspektrum ist jedoch gross. So waren die Arachnida in 64,81 %, Coleoptera in 51,85 % und die - meist an Hand der Flügelschuppen nachgewiesene - Gruppe der Lepidoptera in 38,89 % der Proben die häufigsten Nahrungsgruppen. Die individuenreichste Gruppen waren dagegen die Coleoptera mit 23,43 % aller bestimmten Nahrungsindividuen, gefolgt von den Diptera mit 18,14 % und den Arachnida mit 12,34 %. Signifikante Unterschiede der Schlafhöhen zwischen den Geschlechtern wurden nur bei der Art C. nasutum, bei der die Männchen deutlicher höher ruhend gefunden wurden, nachgewiesen. Für B. peyrierasi wird die durchschnittlich geringste Schlafhöhe für Chamäleons festgestellt. Diese wird auch im Zusammenhang mit höheren Fundzahlen während und nach Regenfällen diskutiert.

Durch die Markierung der Fundplätze konnten bei einigen Exemplaren die zurückgelegte Strecke zwischen Funden vermessen werden. Die erhaltenen Daten unterstützen die Annahme, dass Chamäleons eher keine territorialen Tiere sind. Am ehesten sind Weibchen von F. pardalis dauerhaft in einem Gebiet über bis zu drei Monate zu beobachten gewesen. Daten zur Fortpflanzungsbiologie konnten bei B. peyrierasi, B. superciliaris und C. nasutum in der Natur nur durch die Beobachtung trächtiger Weibchen aufgenommen werden. Von F. pardalis wurden vier Gelege über den gesamten Zeitraum, zwei nur einmalig untersucht. Die Eier wuchsen während dieser Zeit durchschnittlich um sechs Millimetern in der Länge und fünf Millimetern in der Breite. Das Gewicht erhöhte sich durchschnittlich um 1,15 g. Durch regelmässige Konservierung von Eiern aus den Gelegen wurde die Embryonalentwicklung nachvollzogen. Eine erste Entwicklung wurde erst im Oktober, der Schlupf im Dezember und Januar nachgewiesen. Während der gesamten Entwicklungszeit wurde die Temperatur mit Datenloggern gespeichert, die mit durchschnittlichen 22,8 - 24,1 °C (min-max: 17,4 - 33 °C) nicht den in der Terrarienhaltung verbreitet angewandten Temperaturen entsprachen.

Mit den artspezifischen Daten wurden die Jahrszyklen von B. peyrierasi, B. superciliaris, C. nasutum und F. pardalis versucht aufzuzeigen. Bei B. peyrierasi und C. nasutum wird vermutet, dass auf der Masoala-Halbinsel die sonst auf Madagaskar übliche regenzeitabhängige Fortpflanzungszeit nicht, bei den beiden anderen Arten jedoch eingehalten wird.

Die Verhaltensbeobachtungen zur Abwehr werden mit denen aus der Literatur bekannten verglichen. Dabei wurde für die beiden Brookesia-Arten festgestellt, dass sowohl das Maulöffnen zur Abwehr als auch das "Spine Thrusting" für B. peyrierasi bisher nicht nachgewiesen war.

Abschliessend werden die Ergebnisse zur 'home range', Nahrungszusammensetzung und -grösse und den Temperaturen im Zusammenhang mit Problemen in der Haltung und Zucht von Chamäleons diskutiert. Die möglichen Auswirkungen auf den Artenschutz und die mögliche und nötige nachhaltige Nutzung der Wälder Madagaskars und insbesondere der Chamäleons werden aufgezeigt.

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Raumnutzung und Aktivität bei Roten Varis (Varecia variegata rubra) und Weisskopfmakis (Eulemur fulvus albifrons) im Kleinaffenhaus und der Masoala-Halle des Zoo Zürich.

Diplomarbeit
Anthropologisches Institut der Universität Zürich in Zusammenarbeit mit Zoo Zürich

Zusammenfassung (Artikel im Bulletin der Schweizerischen Gesellschaft für Anthropologie 10(2):73-74.):

Ich habe das Aktivitätsbudget, den Aktivitätsrhythmus, die Raumnutzung und das Rufverhalten, besonders den „roar/shriek“-Chor, von Roten Varis (Varecia variegata rubra) im Zoo Zürich, vor und nach dem Umzug in eine naturnahe Umgebung, untersucht. Das Ziel war herauszufinden, ob die Tiere sich in den beiden Gehegen (Kleinaffenhaus und Masoala-Halle) unterschiedlich verhalten würden. Allfällige Veränderungen sollten Aufschluss darüber geben, ob eine solche Änderung des Geheges auch ein „natürlicheres“ Verhalten der Tiere zur Folge hat. Hinsichtlich des „roar/shriek“-Chores wollte ich herausfinden, ob dieser tatsächlich der Positionsmarkierung zwischen verschiedenen Primatengruppen dient. Zusätzlich habe ich in der Halle auch eine Gruppe Weisskopfmakis (Eulemur fulvus albifrons) bezüglich ihres Aktivitätsrhythmuses untersucht. Ich habe versucht zu klären, ob Rote Varis grundsätzlich und Weisskopfmakis auch in Gefangenschaft kathemeral sind. Dazu habe ich eine Gruppe von vier adulten Roten Varis, im Kleinaffenhaus von März bis Mai während 91 Stunden und in der Masoala-Halle von Juni bis September während 103 Stunden beobachtet. Die Weisskopfmakigruppe bestand aus drei adulten Tieren, die ich zwischen Juni und September während 92 Stunden beobachtet habe. Die Zeiten waren bei beiden Tierarten möglichst gleichmässig über den Tag und die Nacht verteilt.

Bei den Roten Varis habe ich signifikante Unterschiede im Verhalten zwischen den beiden Gehegen festgestellt: Die Tiere waren zwar in beiden Gehegen tagaktiv, jedoch hatten sie im Kleinaffenhaus, zusätzlich zum „Aktivitätspeak“ am Abend, einen „Peak“ am Morgen, der in der Masoala-Halle fehlte. Im Aktivitätsbudget waren die auffälligsten Veränderungen die Abnahme der Fellpflege und die Zunahme der Lokomotion in der Halle. Die Ruffrequenz war im Kleinaffenhaus grösser als in der Masoala-Halle, zudem korrelierten dort, im Gegensatz zur Halle, die Rufe mit der Aktivität. Im Kleinaffenhaus nutzten die Roten Varis nur knapp die Hälfte des vorhandenen Platzes, in der Masoala-Halle hingegen fast zwei Drittel, zudem hielten die Tiere dort auch grössere Abstände zueinander ein.

Das Verhalten der Roten Varis hat sich in der Masoala-Halle zum positiven verändert, denn die Tiere bewegten sich mehr und verbrachten weniger Zeit mit Fellpflege, was wahrscheinlich auf die interessantere Umgebung zurückzuführen ist. Dies ist wohl auch der Grund dafür, dass sich die Raumnutzung verbessert hat. Das Verhalten im neuen Gehege stellt eine Annäherung an das Verhalten von frei lebenden Varis dar und stimmt mit ähnlichen Studien an Zootieren überein. Die Veränderungen bezüglich des „roar/shriek“-Chores deuten darauf hin, dass er tatsächlich der Positionsmarkierung dient.

Wie die Varis waren auch die Weisskopfmakis in der Masoala-Halle tagaktiv. Dies muss aber nicht bedeuten, dass diese beiden Arten auch im Freiland tagaktiv sind, denn es ist gut möglich, dass einige Umstände in der Masoala-Halle, zum Beispiel die Lichtverhältnisse, eine nächtliche Aktivität unterdrückten.

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Chronoethologische Validierung des Wohlbefinden und der Haltung von Koalas Phascolarctos cinereus, Goldfuss 1817 in Zoologischen Gärten.

Dissertation
Fachbereich Biowissenschaften Johann-Wolfgang-Goethe-Universität, Frankfurt am Main
in Zusammenarbeit mit Zoo Duisburg, Tiergarten Schönbrunn und australischen Zoologischen Gärten

271 Seiten, 138 Abbildungen / Tabellen.

Volltext

Zusammenfassung

Einleitung

Das Leben aller Organismen ist rhythmisch organisiert. Die grundlegenden Rhythmen werden endogen durch ein Multioszillatorensystem aus inneren Uhren erzeugt. Viele davon sind circadian, dauern also ungefähr 24 Stunden. Da es in einem Organismus eine Vielzahl von circadianen Rhythmen (z.B. Schlaf-Wach-Rhythmus, Körpertemperatur, Hormonspiegel) gibt, müssen diese miteinander undmit der Umwelt synchronisiert werden. Dies geschieht durch sogenannte Zeitgeber, rhythmisch auftretende, externe Signale. Der wichtigste externe Rhythmus ist der Tag-Nacht-Wechsel und so ist es nicht verwunderlich, daß Sonnenlicht als einer der stärksten Zeitgeber wirkt.

In einer künstlichen Umgebung erreichen Zeitgeber häufig nicht die notwendige Stärke, um den Organismus zu synchronisieren. Die Folge ist eine Abkopplung der endogenen Rhythmen von ihrer Umwelt und von einander. Eine interne Desynchronisation (z.B. ein Jetlag) ist die Folge. Zudem können andere Signale direkt auf den Organismus einwirken und die endogenen Rhythmen überlagen. Man spricht hier von einer Maskierung. Solche Veränderungen können zu Unwohlsein führen und sollten vermieden werden.

Andererseits ist es möglich, daß der physiologische Zustand des Tieres, z.B. Östrus, Krankheit oder Stress, Einfluss auf den circadianen Rhythmus hat. In diesem Fall kann die Beobachtung des entsprechenden Parameters (z.B. Aktivitätsrhythmus) Aufschluss über den Zustand des Tieres geben.

Koalas sind beliebte Zootiere, doch ihre Haltung ist problematisch. Neben ihrer Spezialisierung auf Eukalyptusblätter als einzige Nahrung gelten sie als anfällig für "Stress" und Krankheiten. Aus diesem Grund hat insbesondere in europäischen Zoos die Überwachung ihres Wohlbefindens eine hohe Priorität. Stressoren werden nach Möglichkeit ausgeschlossen. Stresssignale bei Koalas sind jedoch eher vage, und traditionelle Kontrollmethoden wie regelmäßiges Wiegen können selbst als Störung auf den Koala wirken und so das Wohlbefinden vermindern. Zudem werden Tagesabläufe in der Haltung dem Zeitplan des Tierpflegers, nicht dem endogenen Rhythmus des Koalas angepaßt.

Eine chronoethologische Untersuchung der Aktivitätsmuster von Koalas in Zoohaltung könnte Informationen über die grundlegenden circadianen Rhythmen geben. In dieser Studie wurden die einwirkenden externen Faktoren darauf untersucht, inwieweit sie als Zeitgeber oder Maskierung wirken. Es wurde zudem versucht, den Tagesablauf stärker an die Bedürfnisser der Koalas anzupassen.

Methode

In drei Zoologischen Gärten in Australien und Europa wurden die circadianen Rhythmen für allgemeine Aktivität, Futteraufnahme und lokomotorischeAktivität untersucht. Dazu wurden insgesamt 17 Koalas unter vier Haltungsbedingungenmit 24-Stunden-Zeitraffer-Video aufgezeichnet:

Taronga Zoo, Sydney liegt innerhalb des natürlichen Verbreitungsgebietes der Koalas. Die Tiere werden in Außengehegen gehalten und sind dem natürlichen Klima und den natürlichen Schwankungen der Tageslängen ausgesetzt. Futter wird täglich in der Umgebung von Sydney gesammelt.

Koala Walkabout: Vier Koalas (ein Männchen, drei Weibchen) wurden 2004 über einen Zeitraum von einem Jahr beobachtet. Im Sommer 2003/04 wechselte die Gruppenzusammensetzung aufgrund von Zuchtbemühungen. Daher wurden drei weitere Weibchen für jeweils einige Wochen beobachtet. Die Tagesroutine beinhaltet die morgendliche Gehegereinigung um 07:00 und die Fütterung um 15:30. Kontakt mit dem Pfleger ist selten. Im Verlauf dieser Studie wurden die Tiere in einem Abstand von einem bis vier Monaten gefangen, gewogen und bei den Weibchen der Beutel auf Jungtiere kontrolliert.

Koala Encounter: Vier adulteWeibchen und ein einjähriges Jungtier wurden für sechs Wochen im Sommer 2005 (Dezember-Januar) beobachtet. Die Tiere wurden in zwei Gruppen gehalten. An den meisten Tagen betreten Besucher für zwei Stunden das Gehege, um sich neben den Koalas photographieren zu lassen. Kontakt mit den Tieren ist verboten und ein Pfleger überwacht den Zustand der Tiere optisch. Stresssymptome werden nur selten beobachtet. Die Koalas werden dreimal täglich gefüttert (07:00, 11:00 und 13:00), dabei kommt es zu gelegentlichem Kontakt mit den Pflegern. Normalerweise werden die Koalas alle zweiWochen gewogen, dies fand jedoch nicht während der Beobachtungszeit statt.

In den beiden europäischen Zoos werden die Koalas in klimatisierten Innengehegen gehalten. Zusätzlich zu einem Glasdach werden die Gehege künstlich beleuchtet. Im Winter wird der Tag dadurch um mehrere Stunden verlängert. Die Koalas sind durch eine an der Decke offene Glaswand nach Geschlechtern getrennt, können sich aber sehen, hören und riechen. Kontakt findet nur kontrolliert zu Paarungsversuchen statt. Futter wird zweimal wöchentlich von Plantagen in Südengland bzw. Florida eingeflogen.

Zoo Duisburg: Ein Männchen und drei adulteWeibchen wurden für je sechsWochen im Sommer 2003 (Juni-Juli) und im Winter 2003 (November-Dezember) beobachtet. Die Tiere haben unregelmäßigen Kontakt zum Pfleger. Im Laufe des Vormittags werden die Gehege gereinigt und zu unterschiedlichen Zeiten Futter ausgegeben. Zweimal die Woche werden die Tiere gewogen.

Tiergarten Schönbrunn, Wien: Ein Männchen und ein Weibchen wurden für je sechs Wochen im Sommer 2004 (Juni-Juli) und im Winter 2004/05 (Dezember-Januar) beobachtet. Die Gehege werden am frühen Morgen gereinigt, wobei es fast täglich zu Kontakt zwischen Pfleger und Koala kommt. Täglich um10:15 wurden die Tiere gewogen und gefüttert. Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie wurde im Juni 2005 dasWiegen auf 16:00 verschoben und die Tiere wurden für weitere sechsWochen beobachtet. Die Videoaufzeichnungen wurden in bezug auf das Verhaltensmuster und die Reaktion auf verschiedene Pflegetätigkeiten analysiert. Zusätzlich zu den Aktivitätsmustern wurden Zeitbudget und Tag:Nacht-Ratio des Verhaltens berechnet.

Ergebnisse

Die Koalas im Koala Walkabout, Sydney, zeigten ein einheitliches Aktivitätsmuster, welches deutlich durch das natürliche Licht entrained wurde. Während der Nacht war die Aktivität höher, und es konnte eine ausgeprägte Ruheperiode am Morgen beobachtet werden. Zu dieser Zeit stellten Degabriele and Dawson (1979) bei Koalas eine physiologisch niedrigere Körpertemperatur fest als zu anderen Tageszeiten. Aktivitätsmaxima standen in Bezug zur Dämmerung und veränderten sich im Laufe des Jahres in Relation zur Tageslänge. Zusätzlich zeigte sich ein deutlicher Einfluß der nachmittäglichen Fütterung, die durch ein hohes Aktivitätsmaximum begleitet wurde. Mit kürzer werdenden Tagen kam es zu einer Überlappung des Stimulus Fütterung mit dem Stimulus Abenddämmerung. Bei drei Koalas verschwand die Aktivitätsphase in der Abenddämmerung zugunsten der Fütterung, doch ein Weibchen fraß nur noch in der Abenddämmerung. Die Aktivitätsmuster in den Zoos Duisburg und Wien variierten deutlich zwischen den Individuen. In einigen Fällen fehlte ein erkennbarer Rhythmus, insbesondere der in Sydney deutliche Unterschied zwischen Tag undNacht. Obwohl die Aktivitätsmaxima in Relation zum Licht standen, war das Entrainment durch das durch das Dach einfallende Sonnenlicht eher schwach. Im Winter reagierten die Koalas primär auf die künstliche Beleuchtung, einige Individuen jedoch zeigten zusätzliche Aktivitätsmaxima in Relation zum Sonnenlicht. Die Aktivitätsmuster dieser Koalas waren weniger stark strukturiert und unterschieden sich drastisch von den Mustern, die in der Literatur bei freilebenden Koalas beschrieben wurden. Aktivität stand häufig in Relation zu der Anwesenheit des Pflegers und dem Einbringen neuen Futters. Die Dauer und der Abstand einzelner Aktivitäts- und Fressperioden waren im Zoo Wien waren deutlich kürzer als in den beiden anderen Zoos. Insbesondere das Weibchen fiel durch die hohe Frequenz im Wechsel zwischen Ruhe und Aktivität auf.

Das Zeitbudget der Koalas im Koala Walkabout, Zoo Duisburg und Zoo Wien lag innerhalb des für freilebende Koalas bekannten Bereichs. Die Koalas ruhten zwischen 74,1 und 81,7%der Zeit,wobei es keine eindeutigenUnterschiede zwischen denGeschlechtern und nur wenige Unterschiede zwischen den Zoos gab. Fressen war mit 10,7 bis 17,3% die häufigste Aktivität; die Koalas in Duisburg fraßen am längsten. Die Dauer des Fressens war im Winter sowie bei säugende Weibchen länger. Lokomotorische Aktivität zeigte deutliche Unterschiede zwischen den Zoos. Sie war amhöchsten inWien und amniedrigsten in Duisburg. Die Koalas kamen nur gelegentlich auf den Boden. Im Koala Walkabout war dies nötig, um zwischen einigen der Bäume zu wechseln. Daher wurden diese Koalas, insbesondere das Männchen, in bis zu 7% der Beobachtungsintervalle auf dem Boden beobachtet. In den beiden europäischen Zoos war es nicht notwendig, den Boden zu betreten. In Duisburg geschah dies auch selten. In Wien jedoch kamen die Koalas häufig auf den Boden, besonders das Weibchen, um das Gehege zu erkunden oder zu trinken.

Die Koalas waren nicht streng nachtaktiv, aber bei den meisten beobachteten Koalas fand ein größerer Teil der Aktivität während der Nacht statt. Dies war besonders ausgeprägt in dem Sydney Weibchen Yindi, die tagsüber kaum Aktivität zeigte. Das Duisburger Männchen und dasWienerWeibchen waren imWinter jedoch während des Tages etwas aktiver als während der Nacht.

Die Pfleger im Koala Walkabout, Sydney, hatten selten direkten Umgang mit den Koalas. In den wenigen Fällen, in denen die Tiere gefangen wurden, wehrten sie sich, sonst reagierten sie kaum auf den Pfleger. Nach demWiegen bzw. der Kontrolle des Beutels beruhigten sie sich jedoch schnell wieder. In den beiden europäischen Zoos hatten die Koalas regelmäßig Kontakt zu den Pflegern. In Duisburg zeigte sich kaumein Einfluss auf das Verhalten und die Koalas setzten nach dem Wiegen zumeist ihre vorherige Tätigkeit (Ruhen oder Fressen) fort. In Wien reagierten beide Tiere sehr stark auf den Pfleger. Die Morgenreinigung löste lokomotorische Aktivität im Weibchen aus. Das tägliche Wiegen um 10:15 fiel in die Ruhephase der Koalas. Während das Weibchen danach meist fraß, blieb das Männchen an den meisten Tagen inaktiv und begann seine eigentliche Futteraufnahme erst am Nachmittag.

Im Koala Walkabout fand die Fütterung am Nachmittag statt. Davor wurde erhöhte lokomotorische Aktivität beobachtet, und nach dem Füttern fraßen die Tiere für längere Zeit, mitunter für über eine Stunde. In den beiden europäischen Zoos wurde am Morgen gefüttert. Die dieser Fütterung folgenden Aktivitätsmaxima waren niedriger als die am Koala Walkabout und oft fraßen einzelne Tiere erst am Nachmittag. Vor der Fütterung wurde selten Aktivität beobachtet.

Die Aktivitätsmuster im Koala Encounter, Sydney, stimmten während der Nacht fast vollständig mit denen derWeibchen imKoalaWalkabout überein. Tagsüber gab es jedoch dramatische Unterschiede. Während die Koalas imWalkabout am Morgen ruhen, zeigten sich im Encounter drei Aktivitätsmaxima, die mit Fütterungen in Verbindung standen. Die Koalas im Encounter waren insgesamt aktiver als die im Walkabout. Die lokomotorische Aktivität war ebenfalls erhöht und die Tiere waren häufiger auf dem Boden. Im Koala Encounter wurden Phasen mit parallel erhöhter lokomotorischer Aktivität in zwei Tieren beobachtet. Dies geschah zum einen nachdemzweiWeibchen, Maggie und Carla, in ein gemeinsames Gehege transferiert wurden, und zum anderen bei Cooee und ihrer Tochter Coco, die zur Beobachtungszeit entwöhnt wurde.

Im Koala Walkabout und in Duisburg standen den Tieren lebende Nichteukalyptus-Bäume als Ruheplatz zur Verfügung. Diese wurden von einigen Koalas intensiv genutzt, insbesondere tagsüber. Zwei der Weibchen in Duisburg wurden allerdings sehr selten in den Bäumen beobachtet.

Diskussion

Die Beobachtungen aus demKoalaWalkabout zeigen, dass die Aktivität der Koalas durch zwei Faktoren beeinflusst wird. Sonnenlicht wirkt als Zeitgeber mit unterschiedlicher Stärke im Jahreslauf. Einen starken, direkten Einfluss, inklusive antizipatorische Aktivität, hat die nachmittägliche Fütterung. Es kann jedoch nicht mit Bestimmtheit gesagt werden, ob es sich hierbei um einen Zeitgeber oder eine Maskierung handelt.

Die künstliche Beleuchtung in den beiden europäischen Zoos reicht nicht aus, um die Tiere zu entrainen, was in einem unstrukturierten Aktivitätsmuster resultiert. Dies wird besonders im Winter deutlich, wenn der natürliche Tag künstlich verlängert wird. Hier überwiegt der Einfluss der künstlichen Beleuchtung, doch die Aktivitätsmuster verlieren ihre Struktur und zwei der Koalas wurden sogar leicht tagaktiv. Da Koalas nachtaktiv sind, scheint eine Verlängerung des Wintertages unnötig und Tageslängen sollten sich in Zukunft stärker an dem natürlichen Licht orientieren.

Der direkte Kontakt zwischen Pfleger und Koalas, insbesondere das Wiegen, fand während der physiologischen Ruhezeit der Koalas statt. Die Unterbrechung von Ruhezeiten wird als möglicher Stressor angesehen (Wood 1978) und sollte vermieden werden. Pflegerkontakt am Nachmittag wäre demnach akzeptabler für den Koala und resultierte tatsächlich in einer längeren Aktivitäsphase im ZooWien. Es ist zudem fraglich, ob tägliches Wiegen als Gesundheitskontrolle notwendig ist, oder ob die regelmäßigen Störungen der Ruhe- und Freßphasen sich nicht eher negativ auswirken. Häufiger Kontakt mit Besuchern, selbst ohne das sogenannte "Koala-Knuddeln", hat einen deutlichen Einfluß auf das Aktivitätsmuster und das Zeitbudget der Koalas, auch wenn keine direkten Stresssignale gezeigt werden. Daher sollte diese Art von Kontakt minimiert werden. Es ist zudem empfehlenswert, eine systematische Untersuchung von Koalasmit direktemBesucherkontakt unter chronoethologischemAspekt durchzuführen, um die geltende Rechtslage zum "Koala-Knuddeln" zu überprüfen.

Lebende Baumkronen sind der natürliche Aufenthaltsort für Koalas. Da Koalas in der Wahl ihrer Nahrung sehr wählerisch sind und keiner der Zoos bisher Vergiftungsfälle durch die Nichteukalyptus-Blätter berichtet hat, sollte die Bereitstellung eines lebenden Baumes mit ausreichendem Blattwerk in die Haltungsrichtlinien aufgenommen werden. Es konnte gezeigtwerden, dass ein Anstieg der lokomotorischenAktivität ein Zeichen für Unwohlsein, Stress oder Östrus sein kann. Hierfür gibt es auch Hinweise in der Literatur (Wood 1978; Zoological Society of San Diego 2001). Weitere Untersuchungen in Kombination mit Hormonmessungen wären sinnvoll, um diesen Parameter zur nichtinvasiven Zustandsmessung zu nutzen.

In dieser Studie konnte der Nutzen der Chronoethologie als Methode zur Überprüfung von Haltungsbedingungen und Gruppendynamik gezeigt werden. Im Unterschied zu traditionelleren ethologischen Methoden ermöglichte sie mir, den Einfluss verschiedener externen Faktoren zu bestimmen und geeignetere Zeiten für den Umgang mit dem Pfleger oder die Fütterung zu finden. Es ist empfehlenswert, daß solche Zoos, die bereits 24-Stunden-Videobeobachtung bei ihren Tieren durchführen, dies unter Berücksichtigung des chronoethologischen Aspektes täten.

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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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Conservation breeding of the Philippine crocodile: Social behaviour investigations at the public exhibit of the Cologne Zoo.

Masterarbeit

57 Seiten.

Zoologisches Institut Universität Köln
Betreuung: T. Ziegler
Kölner Zoo

Abstract:

This study presents an overview on the past and current conservation measures undertaken to prevent the critically endangered Philippine crocodile from extinction. It emphasizes the necessity of the conservation breeding of the species in the light of lacking suitable nature habitats currently. In order to conserve a species a sufficient knowledge on its ecology is crucialy needed. Thus, this work investigates the social behaviour of the Philippine crocodile at the public exhibit of the Cologne Zoo. The analysis discusses occurred tendencies in the nesting activities of the female crocodile during the reproduction period. It also points out the controversial nature of the bubbling and snapping behavioural patterns manifested by both individuals. The research contributes to the general knowledge on the species as well as can provide some practical hints for the common conservation breeding practices of the Philippine crocodile.

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Behavioural and autonomic thermoregulation in Malayan sun bears (Helarctos malayanus) and polar bears (Ursus maritimus).

Dissertation

85 Seiten

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

Zusammenfassung:

Ziel der Studie war es, den Einfluss meteorologischer Variablen auf verhaltensgesteuerte und autonome Thermoregulation bei Eisbären (Ursus maritimus) und Malaienbären (Helarctos malayanus) zu untersuchen und zu bestimmen, bis zu welchem Grad Verhalten autonome Mechanismen ergänzt, um die energetischen Kosten für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur möglichst gering zu halten. Die Untersuchungen wurden in neun Europäischen Zoos an insgesamt 17 Eisbären und zehn Malaienbären durchgeführt. Mithilfe der Infrarotthermographie, einer nicht invasiven Methode zur Ermittlung von Oberflächentemperaturen in Abhängigkeit von der Außentemperatur sowie von Oberflächen, die auf die Abgabe überschüssiger Wärme spezialisiert sind, wurden zehn adulte Malaienbären zwischen 5°C und 30°C und elf adulte Eisbären und zwei Jungtiere zwischen 0°C und 20°C untersucht. Zur Ermittlung von Verhaltensweisen, die zur Thermoregulation beitragen, wurden Verhaltensbeobachtungen mithilfe von instantaneous scan sampling bei Temperaturen zwischen 5°C und 34°C bei neun adulten Malaienbären und zwischen −2°C und 35°C bei zehn adulten Eisbären durchgeführt.
Aktivität sowie Körperhaltung, Wahl des Substrates und das Aufsuchen von Schatten beim Ruhen und das Auftreten von Hecheln wurden mittels direkter Verhaltensbeobachtungen alle 60 Sekunden über insgesamt 721 Stunden protokolliert. Lufttemperatur, relative Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Sonnenstrahlung wurden viermal stündlich gemessen.
Die thermographischen Untersuchungen ergaben, dass die thermoneutrale Zone von Malaienbären zwischen 24°C und 28°C liegt. Die Annahme, dass Eisbären Oberflächen, auf die Abgabe überschüssiger Wärme spezialisiert sind, so genannte Thermofenster, in der Schulterregion und den Beinen besitzen, konnte bestätigt werden.
Die Beobachtungen konnten zeigen, das Verhaltensweisen, welche zur Thermoregulation beitragen, wie Änderungen der Aktivität, Körperhaltung beim Ruhen und das Aufsuchen schattiger Ruheplätze, auftreten bevor Wärmeabgabe und Hecheln, was energetisch kostspielig wäre, eingesetzt werden und stark mit Lufttemperatur und Sonnenstrahlung korrelieren. Es konnten Temperaturschwellen für den Einsatz verschiedener thermoregulatorischer Mechanismen bestimmt werden. Die Ergebnisse wurden mit Hinblick auf ex‒situ und in‒situ Artenschutz diskutiert.

Abstract:

The aim of the study was to examine the effect of different meteorological variables on behavioural and autonomic thermoregulatory mechanisms in polar bears (Ursus maritimus) and Malayan sun bears (Helarctos malayanus) and to determine to which degree behavioural thermoregulation complements autonomic mechanisms to keep energy expenditure for the maintenance of body temperature low.
The study took place in nine European zoos including a total of 17 polar bears and 10 sun bears. Infrared thermography was used to non‒invasively determine surface temperature distribution in relation to ambient temperature and to detect body surfaces specialized for heat dissipation. Thermographic measurements were made on 10 adult Malayan sun bears at air temperatures between 5°C and 30°C and on 11 adult polar bears and two cubs between 0°C and 20°C.
To assess behaviours that contribute to thermoregulation, observations were conducted by instantaneous scan sampling at ambient temperatures ranging from 5°C to 34°C in nine adult sun bears and between −2°C and 35°C in 10 adult polar bears. Activity, body posture while resting, selection of substrate to rest on, choice of shady resting places, and the occurrence of shivering and panting were recorded in 60 second intervals for a total of 721 hours of direct observations. Simultaneously, ambient temperature, humidity, wind speed and solar radiation were recorded four times per hour.
Thermographic measurements revealed that the thermoneutral zone of sun bears that lies between 24 °C and 28 °C. The assumption that polar bears possess body surfaces specialised for the dissipation of excess heat in the shoulder region and limbs, so called thermal windows, could be confirmed.
Behavioural data showed that behaviours related to thermoregulation, such as changes in activity, body posture while resting, and the choice of shade and substrates for resting occurred in advance of heat dissipation and panting, which would increase the physiological costs, and were highly correlated to ambient temperature and solar radiation. Temperature thresholds for the initiation of various thermoregulatory behaviours could be defined. The results are discussed with respect to ex‒situ und in‒situ conservation.

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Einfluss der Fütterungsmodi auf die Aktivität von Malaienbären (Helarctos malayanus) im Zoologischen Garten Köln.

Diplomarbeit

64 Seiten

Zoologisches Institut Universität Köln
Betreuung: G. Nogge, L. Kolter
Kölner Zoo

Zusammenfassung:

Über die Nahrungsökologie von Malaienbären im Freiland sowie im Zoo liegen bisher nur wenige Kenntnisse vor. Ein Haltungsproblem bei Malaienbären in menschlicher Obhut ist, dass sie deutlich schwerer sind als ihre wild lebenden Artgenossen.
Im Zoo steht den Tieren das ganze Jahr über hoch qualitatives Futter zur Verfügung. Während Bären im Freiland viel Geschicklichkeit brauchen, um an ihre Nahrung zu gelangen und mit der Suche nach Nahrung fast den ganzen Tag beschäftigt sind, sind sie in Zoos oft unterfordert. Die Tiere im Kölner Zoo zeigten im Vergleich zu wild lebenden Bären eine relativ geringe Aktivität und damit einen geringeren Energieverbrauch. Durch Reduktion der Futtermenge sollte im Rahmen dieser Studie eine Gewichtsabnahme der Tiere erreicht werden.
Es wurden Fütterungsmodi entwickelt mit dem Ziel, das Erkundungsverhalten der Tiere zu fördern und evtl. auftretende Stereotypien und Nahrungskonkurrenz zu reduzieren. Zwischen April und Oktober 2003 wurde der Einfluss unterschiedlicher Fütterungsmethoden auf Nahrungsaufnahmeverhalten, Aktivität und Sozialverhalten der Malaienbären im Kölner Zoo untersucht. Die Verhaltensbeobachtungen wurden mittels der Methode des Scan-Sampling und des Focal Animal Sampling durchgeführt (MARTIN & BATESON, 1988). Insgesamt gingen 17280 Scandatenpunkte und 4320 Fokustierprotokolle à 5 Minuten in die Bewertung ein.
Das Auftreten bestimmter Verhaltensweisen während drei verschiedener Fütterungstechniken wurde verglichen. Die Untersuchungen konnten zeigen, wie durch Änderung der Fütterungsart das natürliche Nahrungssuchverhalten der Tiere stimuliert werden kann. Eine Steigerung der Aktivität konnte durch Erhöhung der Unvorhersagbarkeit des Nahrungsangebotes durch das Legen von Duftspuren und Verstecken des Futters erreicht werden. Die Futterobjekte stellten verschiedene Ansprüche an die manipulativen Fähigkeiten der Tiere. Darüber hinaus bewirkten die Fütterungen, dass die Futtersuchaktivitäten sich über den ganzen Tag erstrecken. Diese Art der Fütterung weckte auch bei wiederholtem Einsatz über lange Zeit das Interesse der Bären.
Die Ergebnisse wurden abschließend diskutiert und mit denen vorliegender Studien verglichen. Es konnte auf Fütterungsmethoden hingewiesen werden, die das natürliche Verhalten von Malaienbären in menschlicher Obhut fördern.

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The effect of α-Casozepin on zoo animals with differently motivated stereotypies.

Master Thesis

79 Seiten

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

Abstract:

During this study, the effect of Zylkène® was investigated on different animals in the Cologne Zoo. Zylkène® is a feed adaptive with a relaxing and calming effect on anxiety. Another investigation of the study was to move two of three Malayan sun bears to different enclosures, which resulted in co-housing of two young females.
During several months three Malayan sun bears and two South African cheetahs with different motivated stereotypies were observed without and with application of Zylkène® and the behaviours were analysed. Stereotypies are classified as abnormal behaviours, in this case stereotypic pacing, which are initiated by different motivations. The effect of Zylkène® was tested on stereotypies with following assumed motivations: anxiety-induced, feeding-motivated and unknown motivations for the stereotypies.
The anxiety-induced stereotypy of the sun bear was indeed reduced with Zylkène®. However the sun bear increased pacing again after eight months. After changing the enclosure the sun bear ceased stereotypic behaviour. Neither co-housing with the conspecific (a potential aversive stimulus), nor discontinuation of Zylkène® initiated the stereotypic behaviour again.
The non-anxiety-induced stereotypies of the other two Malayan sun bears displayed no modifications with application of Zylkène®. But the assumed basic motivation of the stereotypy of one sun bear could be confirmed. The pacing is induced by routine feeding schedule, which results in a feeding anticipation and therefore stereotypic behaviour. The underlying motivation of the stereotypy of the third sun bear could not be determined.
Zylkène® had no effect on the stereotypy as well as on the remaining behaviour patterns of the South African cheetahs. During the observation a correlation of the stereotypy and the appearance of the keepers was detected. Therefore the underlying motivation is probably caused by feeding anticipation.
Consequently Zylkène® has only an effect on anxiety-induced stereotypies. Therefore it should only be applied on animals with acute stress-symptoms for calming. Additionally the aversive conditions that cause anxiety have to be determined and eliminated in order to treat successfully the anxiety-induced stereotypy and insure the welfare of the animal.
The number of animals available for investigation was small; therefore further studies should be made in order to verify these conclusions.

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Strategien der Przewalskipferdstuten (Equus ferus przewalskii) zur Vermeidung von Infantizid im Biosphärenreservat Pentezug (Nationalpark Hortobágy, Ungarn).

Diplomarbeit

136 Seiten.

Zoologisches Institut Universität Bonn
Betreuung: T. Ziegler, L. Kolter, G. von der Emde
Kölner Zoo

Zusammenfassung:

In dieser Diplomarbeit wurden Strategien der Przewalskipferdstuten zur Vermeidung von Infantizid im Biosphärenreservat Pentezug des Nationalparks Hortobágy (Ungarn) untersucht. Insgesamt wurden neun Fokustierpaare (Mutterstuten & Fohlen) beobachtet. Fünf der Stuten hatten potentielle Helfer, welche die älteren ein- und zweijährigen Geschwister der Fohlen waren, die sich noch in der Geburtsgruppe befanden. Mittels der Fokustiermethode wurden gesendete und empfangene agonistische und nicht-agonistische Verhaltensweisen sowie das Schützen jeweils für die Stute und das Fohlen aufgenommen. Mit der Intervallmethode wurden die Abstände der Fokustiere zu anderen Pferden ermittelt.
Die Population der in Pentezug lebenden Przewalskipferde wächst jedes Jahr, obwohl durch Infantizide die Anzahl der geborenen Fohlen reduziert wird. Im Beobachtungsjahr starben 34% der geborenen Fohlen, von denen vermutlich 56% durch Infantizid ums Leben kamen. Die Wahrscheinlichkeit für Infantizid war in der ersten Lebenswoche des Fohlens am höchsten und sank danach rapide ab. Als kritischster Zeitpunkt stellte sich der Tag der Geburt bzw. der erste Lebenstag des Fohlens heraus. Die Stuten hatten mehrere Strategien, um ihre Fohlen vor den infantizidalen Hengsten zu schützen.  So konnte in der ersten Lebenswoche der Neugeborenen eine deutliche Verhaltensänderung der Mutterstuten beobachtet werden. In dieser Zeit bestand eine sehr enge Bindung zwischen den Stuten und ihren Fohlen. Die Abstände zwischen ihnen zeigten einen hochsignifikanten Unterschied im Vergleich zum Zeitraum nach der ersten Woche. Eine Strategie der Stuten bestand darin, die Fohlen in der ersten Woche auffallend mehr zu schützen, als in den folgenden Wochen, in denen die Gefahr für Infantizid geringer war. Am gefährlichsten scheinen fremde Hengste für die Fohlen zu sein, da diese in der ersten Woche signifikant häufiger von den Stuten abgewehrt wurden als die Haremshengste.
Eine weitere Strategie war, dass die Mutterstuten die potentiellen Helfer schon kurz nach der Geburt bei den Fohlen tolerierten. Die ermittelten Abstände zeigten, dass diese im Vergleich zu den übrigen Haremsmitgliedern in beiden Zeiträumen höchstsignifikant mehr Kontakt zu den Fohlen hatten.  
Anhand der beobachteten Verhaltensweisen konnte festgestellt werden, dass sowohl die Fohlen als auch die Mutterstuten sehr häufig nicht-agonistisches Verhalten zu den potentiellen Helfern zeigten und diese zu ihnen. Im Gegensatz dazu kam es zwischen den übrigen Haremsmitgliedern und den Fokustierpaaren selten zu Kontakten. Der Unterschied des Verhaltens war von den potentiellen Helfern zu den Mutterstuten in beiden Zeiträumen hochsignifikant. Für den späteren Zeitraum zeigten die potentiellen Helfer sogar höchstsignifikant mehr Kontaktaufnahme in nicht-agonistischer Weise zu den Fohlen als die anderen Haremsmitglieder.
Nach den Untersuchungen kann nicht festgestellt werden, ob das Interesse der potentiellen Helfer an den Fohlen nur auf der Verwandtschaft basierte und sich dadurch die enge Beziehung der Helfer und Fohlen zu den Mutterstuten und untereinander ergab. Vielleicht lag zwischen einigen doch eine wirkliche Helferbeziehung vor, aber das Schützen der Fohlen seitens der potentiellen Helfer konnte nur in einigen Ausnahmefällen beobachtet werden.
Tatsächliche Helferbeziehungen scheinen selten vorzukommen und nur eine (Eper/Helka) konnte im Beobachtungsjahr festgestellt werden. Die Helferstute Eper beteiligte sich zu 25% aktiv am Schutz des Fohlens der Stute Helka und es konnte sogar „Allonursing“ beobachtet werden. Es müssen demnach mehrere Voraussetzungen gegeben sein, damit wirkliche Helferbeziehungen entstehen können. Im beobachteten Fall hatte die Helferin die Motivation, sich um das unverwandte Fohlen zu kümmern, weil ihr eigenes Fohlen drei Tage zuvor gestorben war. Die Mutterstute duldete die Helferbeziehung, da zwischen den beiden Stuten schon vor der Geburt des Fohlens eine enge Bindung bestand. Durch das Zulassen dieser Helferbeziehung erhöhten sich die Überlebenschancen des Fohlens.

Abstract:

This diploma thesis examines the infanticide avoiding strategies of Przewalski´s mares in the Pentezug biosphere reserve of the Hortobágy National Park (Hungary). In total, nine pairs of animals (mother mares & foals) were observed. Five of the mares had potential helpers, which were the older one- and two-year-old siblings of the foal, who were still in the group. Using the focus animal method, sent and received agonistic and non-agonistic behaviours and protection were recorded for the mare and foal respectively. The distance of the focus animals in relation to other horses was calculated using the interval method.
The population of Przewalski´s horses living in Pentezug is increasing every year, though infanticide is reducing the number of foals born. During the observation year, 34% of the foals that were born died, 56% of which were probably killed by infanticide. The probability of infanticide was highest in the foal’s first week of life and then declined rapidly. The most critical time proved to be the day of birth or the first day of the foal’s life. The mares had several strategies for protecting their foals from infanticide by the stallions. Thus a significant change in the behaviour of the mother mare could be observed in the first week of the newborn’s life. During this time a very close bond existed between the mares and their foals. The distances between them showed a highly significant difference when compared to the period following the first week. One strategy of the mares was to protect the foals significantly more in the first week than in the following weeks, when there was less risk of infanticide. Stranger stallions seem to present the most danger to the foals because they more often were repelled by the mares during the first week than the harem stallions.
Another strategy was that the mother mare would tolerate potential helpers shortly after the birth of the foal. The identified distances showed that they had significantly more contact with the foals in both periods compared to the other members of the harem.
On the basis of the observed behaviours, it could be ascertained that the foals as well as the mother mare frequently showed non-agonistic behaviour to the potential helpers and these to them. On the other hand, contact between the remaining members of the harem and the of focus pairs was rare. The difference in behaviour of the potential helpers to the mother mare in both periods was highly significant. For the later period, the potential helpers displayed significantly more contact with the foal in a non-agonistic way than the other members of the harem.
Following the investigation, it cannot be determined whether the interest of the potential helper in the foal is based solely on their relationship and arose as a result of the close relationship of the helpers and foals to the mother mare and with each other. Perhaps a real helper relationship was nevertheless present between some, but protecting the foal on the part of potential helpers was observed only in a few exceptional cases.
Real helper relations seem to occur rarely and only one (Eper/Helka) was discovered during the year of observation. The helper mare Eper actively participated up to 25% in protecting the foal of the mare Helka and could even be observed allonursing. Several conditions must therefore be present for real helper relations to develop. In the case observed, the helper was motivated to look after the unrelated foal because her own foal had died three days earlier. The mother mare tolerated the helper relationship because a close bond had existed between the two mares even before the birth of the foal. Allowing this helper relationship increased the foal’s chances of survival.

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