Aktueller Stand des Farbensehens der Pavianarten - Fourierinterferometrische Untersuchungen am Mantelpavian (Papio hamadryas).

Dissertation

147 Seiten

Ganze Arbeit

Fakultät für Biologie, Ludwig-Maximilians-Universität München
Leitung: Prof. Dr. Roland Gemperlein
Tierpark Hellabrunn München

Zusammenfassung:

Die vorliegende Arbeit vergleicht die detaillierten Strukturanalysen in der Retina von 4 Pavianarten mit den Untersuchungen in der Retina des Mantelpavians. Das Ziel dieser Arbeit ist es, tiefere Erkenntnisse über das Farbensehen des Mantelpavians zu erlangen. Die Anwendung moderner Messmethoden ist aus tierschutzrechtlichen Gründen bei den Pavianarten rar und nur in wenigen Fällen wurden in vitro-Untersuchungen durchgeführt. Die M- und L-Zapfendichte im Bereich 100 μm von der Fovea (79)(Krebs und Krebs, 1989), die S-Zapfendichte bei 1 Grad von der Fovea (84)(Marc und Sperling, 1977) und die Dichte der Ganglienzellen (80)(Fischer und Kirby, 1991) sind in der Retina des Grünen Pavians und Gelben Pavians gegenüber den Dichten in der menschlichen Retina leicht erhöht (51)(Curcio und Allen, 1990), (97)(Goodchild et al., 1996), (48)(Ahnelt, 1998). Die Zufallsverteilung bei den M- und L-Zapfen und die reguläre Verteilung bei den S-Zapfen haben der Gelbe Pavian und der Rote Pavian mit dem Menschen gemein (84)(Marc und Sperling, 1977), (83)(Martin et al., 2000). Der Grüne Pavian besitzt einen Visual streak (80)(Fischer und Kirby, 1991), der etwa die gleiche Form hat wie in der menschlichen Retina (51)(Curcio und Allen, 1990). Beim Gelben Pavian antworten die midget- und parasol- Ganglienzellen auf die erregenden KA-, AMPA-, NMDA-Rezeptoren und auf die hemmenden GABA-, GLY-Rezeptoren (85)(Zhou et al., 1994). Bis auf Untersuchungen an Müller-Zellen in der Mantelpavian-Retina, siehe Kap. 4.7.1 gibt es keine Veröffentlichung über das Sehsystem des Mantelpavians. In der Fovea wurden nur Zapfen und keine Stäbchen gezählt (87)(Reichenbach, 1999). Dieser Befund ist schlüssig mit der über alle Primaten getroffenen Aussage. Ein für elektrophysiologische Messungen nach der Methode FIS tauglicher portabler Versuchsaufbau wurde neu entwickelt. Messungen in medias res an 10 Mantelpavianen im Münchener Tierpark Hellabrunn belegen die hohe Qualität des Verfahrens. Die Methode FIS, die Entwicklung des Verfahrens, seine aufwendige Programmierung der Regelung und Auswertung werden in den Kap. 5, Kap. 7.2 und im Anhang Kap. 13 erläutert. Die Methode FIS erlaubt schnelle Messungen der ERG-Antworten mit hoher Auflösung im 10-9 m Bereich. Die daraus berechneten spektralen Empfindlichkeiten zeichnen sich durch gute Reproduzierbarkeit aus. Die spektralen Empfindlichkeiten können durch Summation von Absorptionskurven angenähert werden, wie ein Abgleich mit den nach der 96 9 Zusammenfassung / Summary Mikrospektralphotometrie gewonnenen Spektraldaten der Photopigmente beweist (82)(Bowmaker et al., 1991), siehe Kap. 7.2.3 und Kap. 7.3. Die Spektraldaten der Photopigmente der Mantelpaviane reihen sich in die Spektraldaten der Altweltaffen ein. Die Messungen der ERG-Antworten und die Berechnung der spektralen Empfindlichkeiten von 10 Mantelpavianen nach der Methode FIS bringen neue Ergebnisse über die Verteilung der S-, M- und L-Zapfen und über die Variation der L- zu M-Zapfenzahl bei den Pavianarten. Für die Mantelpavian-Retina beträgt die durchschnittliche prozentuale Verteilung der S-Zapfen ca. 5 Prozent, der M-Zapfen ca. 29 Prozent und der L-Zapfen ca. 66 Prozent, siehe Kap. 7.4. Die Werte zeigen eine ähnliche Verteilung der S-, M- und L-Zapfen wie sie in der menschlichen Retina beobachtet wird (18)(Sharpe et al. 1999b). In der Variation der L- zu M-Zapfenzahl zeichnet sich beim Mantelpavian eine Tendenz zu mehr L-Zapfen ab. Bei den Mantelpavian Weibchen wird eine Variation von 2,0:1 und bei den Mantelpavian- Männchen eine Variation von 2,4:1 bestimmt, siehe Kap. 7.5. Es gibt keinen großen Unterschied in der Variation der L- zu M-Zapfenzahl zwischen dem Geschlecht der Mantelpaviane. Bei den Altweltaffen existiert kein merklicher statistischer Unterschied im relativen Verhältnis der L- zu M-Zapfen-mRNA (58)(Deeb et al., 2000). Aus der Berechnung der spektralen Empfindlichkeiten bei den Mantelpavianen lassen sich eine klassische blau-gelb-Verschaltung und eine weitere Verschaltung ableiten, die aber näherer Prüfung bedarf. Das Ergebnis steht im Einklang mit der Zunahme des blau-gelb-Kanals gegenüber dem rot-grün-Kanal in der peripheren Retina (45)(Murray et al., 2006). In weiteren Forschungsvorhaben sollten bei den Pavianarten die Gegenfarbmechanismen der klassischen S-ON/(L+M)-OFF Zellen, SOFF/( L+M)-ON Zellen und weiterer Ganglienzelltypen untersucht werden, die zum Farbensehen beitragen könnten. Die neuen Ergebnisse über die Mantelpaviane geben weitere Impulse zu Untersuchungen offener Fragestellungen.
Der Mantelpavian besitzt ein trichromatisches Farbensehen

Abstract:

This thesis is concerned with an overview of the retinal tissues of 4 baboon species and the hamadryas baboon. The aim of this scientific work is it to achieve a deeper kwowledge of the color vision of the hamadryas baboon. The application of modern measuring methods and analysis is scarce in baboon species out of legal reasons concerning the protection of animals. In only few cases in vitro-investigations at baboons have been carried out. The density of M- und L-cones in the field of 100 μm of the fovea (79)(Krebs und Krebs, 1989), the density of S-cones at 1 degree of the fovea (84)(Marc and Sperling, 1977) and the density of ganglion cells (80) (Fischer und Kirby, 1991) are slightly higher in the retinas of the anubis baboon and cynocephalus baboon compared with that of the human retina (51)(Curcio und Allen, 1990), (97)(Goodchild et al., 1996), (48)(Ahnelt, 1998). The coincidence distribution of the M- and L-cones and the regular distribution of the S-cones in the retinas in the cynocephalus baboon and papio baboon are in common with humans (84)(Marc und Sperling, 1977), (83)(Martin et al., 2000). The anubis baboon possesses a visual streak (80)(Fischer and Kirby, 1991) which has about the same shape as the human retina (51)(Curcio und Allen, 1990). The midget- and parasol-ganglion cells of the cynocephalus baboon react to KA-, AMPA-, NMDA- and GABA-, GLYreceptors (85)(Zhou et al., 1994). Except investigations into Mueller cells in the hamadryas baboon retina, see chap. 4.7.1 there are no publications concerning to color vision of the hamadryas baboon. In the fovea only cones and no rods were counted (87)(Reichenbach, 1999). These findings are conclusive with the knowledge we have of all primates. A portable experimental setup suited for electrophysiological measurements according to FIS-method has specially been developed. In Munich Zoo measurements on 10 hamadryas baboons were carried out and they prove the high standard of this method. The FIS-method, the development of this method, its complex programming of the controlling and the evaluation are described in chap. 5, chap. 7.2 and appendix chap. 13. The FIS-method permits fast measurements of the ERG with high resolution in the 10-9 m range. Spectral sensitivities calculated with it are characterised by very good reproductibility. The spectral response curves are fitted by the summation of spectral data from other investigations, e.g. microspectralphotometry (82)(Bowmaker et al., 1991), see chap. 7.2.3 and chap. 7.3. As a result the spectral data of the hamadryas baboons join those of the old world monkeys. 98 9 Zusammenfassung / Summary The measurements of the ERG and the computation of spectral sensitivities of 10 hamadryas baboons bring new results about the distribution of the S-, M- and L- cones and about the variation of the L:M cone ratio within the baboon species. For the retina of the hamadryas baboon the average proportional distribution of the S- cones amounts to approx. 5 per cent, the M-cones approx. 29 per cent and the L- cones approx. 66 per cent, see chap. 7.4. In the retinas of the hamadryas baboons a similar distribution of S-, M- and L-cones is observed like in the human retina (18)(Sharpe et al. 1999b). The hamadryas baboon shows a tendency to more L-cones in the variation of the L:M cone ratio. The L:M cone ratio is computed 2,0:1 with females and 2,4:1 with males, see chap. 7.5. The evaluation of the spectral sensitivities shows that the variation of the L:M cone ratio is not remarkable between hamadryas baboon females and males. Between the sexes of the old world monkeys there is no noticeable statistical difference in L:M mRNA ratios (58)(Deeb et al., 2000). From the computation of spectral sensitivities in hamadryas baboons a classical blue-yellow coding pathway can be derived. The result is in conformity with the increase of the blue-yellow coding pathway in contrast to the red-green coding pathway in the peripheral retina (45) (Murray et al., 2006). Further studies are necessary to examine the details of color opponency of the classical S-ON/(L+M)-OFF cells, S-OFF/(L+M)-ON cells and other ganglion cell types that could contribute to the color vision of the baboons. The new results about the hamadryas baboons give new impetus to more investigations into open questions.
The hamadryas baboon shows a trichromatic color vision.

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Verhalten Asiatischer Elefanten (Elephas maximus) im Zoo und Zirkus.

Dissertation

199 S. : Ill., graph. Darst.

Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Universität Greifswald
Leitung:
Verschiedene Zoos

Zusammenfassung:

Die Haltung von Elefanten in Zoos und Zirkussen wird sehr kontrovers diskutiert. Zuchtprobleme, Unfälle mit Pflegern, Bullenhaltung, Kettenhaltung oder der Mensch-Tierkontakt sind häufige Streitpunkte. Wie sieht eine tiergerechte Elefantenhaltung aus? Tiergerecht ist ein Haltungssystem dann, wenn die darin lebenden Tiere in der Lage sind ihre Bedürfnisse zu befriedigen. Dies führt zu Wohlbefinden oder zu positiven Befindlichkeiten bei den Tieren. In der vorliegenden Arbeit wurde versucht, aus dem Verhalten von Zoo- und Zirkuselefanten Indikatoren für deren Befindlichkeit zu finden. Zu Betonen ist dabei die, für Untersuchungen an Großsäugern in menschlicher Obhut, außergewöhnlich große Stichprobe von 49 Elefanten in vier Zoos und drei Zirkussen. Die Dissertation beinhaltet einen umfangreichen theoretischen Abriss zum Verhalten von Elefanten in der freien Wildbahn und zu den Haltungsbedingungen in Zoos und Zirkussen. In einem ausführlichen Ethogramm wird das Verhalten der beobachteten Elefanten exakt beschrieben. Darunter finden sich auch einige bisher noch nicht beschriebene Verhaltensweisen zum Werkzeuggebrauch und zur Objektmanipulation der Tiere. Beim quantitativen Vergleich des Verhaltens zwischen den einzelner Zoo- und Zirkusherden wurden deutliche Unterschiede gefunden, die mit unterschiedlichen Haltungsbedingungen in Verbindung gebracht werden konnten. In einem umfangreichen Kapitel wird das Auftreten von Stereotypien, deren Aussehen und mögliche Ursachen sowie der theoretischen Hindergrund dieser Verhaltensstörung dargestellt. Als weiterer Indikator für das Befinden der Tiere wird das Ausdrucksverhalten herangezogen. Die einzelnen Elemente werden beschrieben und einzelnen Befindlichkeiten zugeordnet. Schließlich wird die Stressbelastung von Elefanten bei der Integration einzelner Tiere in eine fremde Zooherde an Hand von Cortisolmessungen im Urin und Verhaltensbeobachtungen untersucht. In der Gesamtdiskussion werden einige strittige Punkte in der Elefantenhaltung aufgegriffen, unter anderem die Problematik der Elefantenhaltung im Zirkus. Die Einzelergebnisse werden stets auf deren Aussagekraft für das Wohlbefinden der Tiere analysiert, so dass die Arbeit mit klaren Managementempfehlungen, die zur Verbesserung des Wohlbefindens von Elefanten in Zoos und Zirkussen beitragen können, schließt.

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Case study: a two-way strategy to assess the feeding behaviour of two giant pandas (Ailuropoda melanoleuca) in the Tiergarten Schönbrunn.

Diplomarbeit

25 S. : graph. Darst.

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao.Univ.-Prof. Dr.rer.nat. Thomas Ruf
Tiergarten Schönbrunn Wien

Zusammenfassung:

Beobachtungen in freier Wildbahn sowie in Menschenobhut zeigen, dass der Große Panda (Ailuropoda melanoleuca) sowohl in der Menge der aufgenommenen Nahrung als auch bei der Wahl der Bambusart und den Pflanzenteilen (Unterscheidung: Blatt, Seitentrieb und Halm) im Verlauf eines Jahres stark variiert. Als primärer Pflanzenfresser (Bambus als Hauptnahrungsquelle) nimmt der Große Panda aufgrund seiner anatomischen und physiologischen Veranlagung (relativ kurzer Verdauungstrakt, modifiziertes Fleischfressergebiss, Nahrungsverwertung nur 12-13%) somit eine Sonderstellung unter den Großbären ein. Dies lässt darauf schließen, dass diese Tierart danach trachtet mit ihrem Fressverhalten die Energieaufnahme zu maximieren und den Energieaufwand zu minimieren. Ziel dieses Projektes war dementsprechend die Ermittlung der saisonalen Bambuspräferenzen (Pflanzenteile, Arten (n=5), Futtermenge) in Abhängigkeit von externen Faktoren, wie Tageslänge, Temperatur, Witterung und Verhalten, mit Rücksichtnahme auf individuelle Unterschiede, sowie die Fragestellung zu beantworten, ob die Nahrungswahl der im Tiergarten Schönbrunn gehaltenen Großen Pandas mit der ihrer wilden Artgenossen vergleichbar ist. Ein weiteres Ziel neben den Verhaltensbeobachtungen war die Validierung der N-Alkan- Methode für den Großen Panda, zur Bestimmung der Nahrungspräferenzen in situ und ex situ. Das Prinzip der N-Alkan-Methode beruht darauf, dass N-Alkane Komponenten sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe sind, deren Konzentration zwischen Pflanzenarten oder auch verschiedenen Pflanzenteilen einer Art variiert. N-Alkane sind für Herbivore nicht zu verdauen und werden im Kot ausgeschieden. Diese Methode bietet den Vorteil, dass die Nahrungszusammensetzung, unabhängig von genauer Kenntnis des Aufenthaltsortes oder der Tiere selbst, allein anhand von Pflanzen- bzw. Kotproben bestimmbar ist. Kombiniert mit Verhaltensbeobachtungen oder Kenntnis über den Aufenthaltsort kann man in Folge auf das individuelle Fressverhalten bestimmter Tiere rückschließen. Von August 2005 bis August 2006 wurden im Tiergarten Schönbrunn, jeden Monat an drei aufeinanderfolgenden Tagen, Daten erhoben. Das Beobachtungsintervall wurde so gewählt um mit der Bambuslieferung übereinzustimmen und somit eine optimale Qualität des Bambus zu gewährleisten. Die Verhaltensbeobachtungen des fünfjährigen Männchens und des gleichaltrigen Weibchens, welche beide von der Zuchtstation Wolong stammen, wurden während der ersten drei Fütterungen, jeweils für eine Stunde direkt nach Futterauslage durchgeführt (240 Datenpunkte/h). Unter Rücksichtnahme auf individuelle Unterschiede wurde eine Parallelbeobachtung (1 Datennehmer/Tier) nach der Scan-Methode durchgeführt, und in ein standardisiertes Protokoll eingetragen. Die Zeit wird mit einer Stoppuhr genommen. Besonderes Augenmerk wurde bei der Fressverhaltensbeobachtung auf die Wahl der Bambusart und der Pflanzenteile (Unterteilung in Blatt/ Seitentrieb/Halm) gelegt, wobei Manipulation, Schälen und Fressen unterschieden wurden. Des Weiteren wurden soziale Interaktion, soziale Distanz, Aufenthaltsort und zusätzliches Verhalten, wie Komfortverhalten und Ruhen aufgenommen. Parallel zu den Verhaltensbeobachtungen wurde der Kotabsatz der Tiere dokumentiert, wobei Zeitpunkt und Ort der Defäkation angegeben wurden um in Folge eine Kotprobe pro Tag und Tier zu sammeln. Des Weiteren wurden pro Fütterung maximal zwei Bambusarten parallel angeboten. Vor erneuter Futterauslage wurde der im Gehege verbliebene Bambus von den Pflegern entfernt und die gewünschte Kotprobe eingesammelt und gekennzeichnet. Die chemische Analyse der Bambusarten (aufgetrennt in Blatt/Seitentrieb/Halm), der von den Pandabären aufgenommenen Gehegebepflanzung (z.B. Hagebutten), der zusätzlichen Futtermittel (Pellets, Mais, etc.) und des Kotes wurde am Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Veterinärmedizinischen Universität Wien durchgeführt. Wie ihre Artgenossen in freier Wildbahn, zeigten auch die Großen Pandas des Tiergartens Schönbrunn signifikante Unterschiede in ihrer Nahrungswahl. Sowohl die Saisonalität (p ≤ 0.001), als auch individuelle Unterschiede in der Wahl der Bambusarten (p ≤ 0.001) und Pflanzenteile (p ≤ 0.001) hatten einen signifikanten Einfluss auf das Fressverhalten. Im Gegensatz zu ihren Artgenossen, welche als Einzelgänger gelten, hielten sich die Pandas des Tiergarten oft in unmittelbarer Nähe von einander auf und teilten sich selbst die ad libitum dargebotenen Bambusstangen. Während die Sozialdistanz und das Wetter keinen Einfluss auf das Fressverhalten der Tiere hatte, konnte ein Einfluss der Tageslänge festgestellt werden. Die chemische Analyse nach der N-Alkan-Methode lieferte kein eindeutiges Ergebnis. Nur Zweiundzwanzig der Einundfünfzig getesteten Kotproben stimmten mit den Verhaltensdaten überein (p ≤ 0.05). Alles in allem unterstützen unsere Ergebnisse die Theorie, dass der Jahresverlauf des Großen Panda, nicht nur in seiner natürlichen Umgebung sondern auch in der Zootierhaltung, eng mit dem des Bambus verknüpft ist. Dementsprechend ist die ausreichende Darbietung von Bambus für eine adäquate Haltung dieser Tierart unerlässlich. Des Weiteren ermöglicht eine genaue Kenntnis des saisonalen Fressverhaltens der Tiere eine Optimierung des Futterplans.

Abstract:

This study is concerned with the feeding behaviour of a pair of captive giant pandas in the Tiergarten Schönbrunn, Vienna, and was conducted from August 2005 to August 2006. Since the animals’ diet consisted almost exclusively of bamboo, we addressed the question whether their food selection was similar to those of wild pandas. We assessed the feeding behaviour (1) via observations and (2) via the determination of n-alkanes in the diet and faeces. Selection preferences in bamboo species (n = 5) and plant parts (leaves, culm, branches) were examined during the course of one year. Further, the influence of additional factors such as weather conditions and social distance were tested. Each month after fresh bamboo delivery, faecal samples were collected and the behaviour of the pandas was observed. As in giant pandas in the wild, behavioural data showed significant seasonal (p ≤ 0.001) as well as individual preferences for different bamboo species (p ≤ 0.001) and plant parts (p ≤ 0.001). Although giant pandas in the wild are known to be solitary animals, our pandas spent significant amounts of time close together. No influence of social distance or weather on food preferences was found. Season, however, was an influencing factor. These results indicate that not only in their natural habitat but also in captivity a panda’s life cycle is closely connected to that of bamboo, and that different bamboo species should be provided ad libitum to allow diet selection by the animals. The validation of the n-alkane-method for the giant panda yielded ambiguous results and warrants further investigations.

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Vocal communication in infant giant panda cubs (Ailuropoda melanoleuca).

Diplomarbeit

55 S., Ill. : graph. Darst.

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Helmut Kratochvil
Tiergarten Schönbrunn Wien

Zusammenfassung:

In den vergangen Jahrzehnten nahm die Population des Großen Pandas (Ailuropoda melanoleuca) in freier Wildbahn aufgrund Wilderei und Habitatzerstörung durch den Menschen kontinuierlich ab. Der Große Panda steht deshalb seit vielen Jahren auf der roten Artenschutzliste der IUCN der vom Aussterben bedrohten Säugetierarten. Aus diesem Grund sind Zuchtprojekte und wissenschaftliche Untersuchungen unausweichlich, um das Überleben dieser spezialisierten Tierart zu sichern. Die akustische Aktivität des Großen Pandas ist im Wesentlichen auf die Paarungszeit, agonistische Verhaltensweisen, bzw. Interaktionen sowie auf die Jungenaufzucht beschränkt. Über das Lautrepertoire und die Lautentwicklung von Jungtieren sowie über die Mutter-Kind Verständigung sind bis heute der Literatur keine Resultate zu entnehmen. Die folgende Studie soll erstmals anhand von 9 Jungtieren einen Einblick in das vokale Lautrepertoire, die Lautentwicklung und –funktion und die vokale Anatomie neugeborener großer Pandas geben. Es wurden 6 Lauttypen klassifiziert: „Moan“, „Squawk“, „Croak“, „Squall“, „Squeal“ und „Creak“. Bei allen anderen Großbärenarten geben die Jungtiere beim Säugen einen so genannten „Humming-Laut“ ab, der den Milchfluss anregt und beruhigend auf Mutter und Jungtier wirkt. Dieser typische Nuckellaut wurde nicht festgestellt. Weiters zeigen die Ergebnisse der im Tiergarten Schönbrunn in Wien aufgezeichneten Audiodaten und die Daten der Jungtiere unterschiedlichen Alters der Forschungs- und Aufzuchtstation Bifengxia in China, dass das zunehmende Alter und das damit verbundene Wachstum der vokalen Anatomie einen signifikanten Einfluss auf akustische Parameter, die in Verbindung mit der Grundschwingung F0 stehen, haben. Diese Erkenntnis ist ebenso in Studien über die Lautentwicklung bei anderen nicht-menschlichen Säugetierarten, wie z.B. beim afrikanischen Elefanten (Loxodonta africana) bekannt. Formantenanalysen und ergänzende radiologische Vermessungen des oralen Vokaltraktes zeigen, dass die Formantendispersion mit steigendem Alter abnimmt. Des Weiteren konnte festgestellt werden, dass sich das Lautspektrum der Panda-Jungtiere nicht nur auf harmonische Lautäußerungen beschränkt, sondern auch auf unregelmäßige Lautstrukturen basiert. Diese so genannten „nicht-linearen Phänomene“ dienen aufgrund ihres spontanen Auftretens und ihrer Unvorhersehbarkeit vermutlich dazu, eine erhöhte Aufmerksamkeit bei Artgenossen hervorzurufen, wie es auch analog bei hungrig-schreienden menschlichen Säuglingen bekannt ist. Daher stützten sich weitere Untersuchungen auf die Unregelmäßigkeiten in den Lautäußerungen. Der Vergleich zeigt, dass bestimmte Frequenzbereiche sowohl einem erregten Verhalten als auch einem nicht-erregten Verhaltenskontext zugeordnet werden können.

Abstract:

In recent decades, the number of wild giant pandas (Ailuropoda melanoleuca) has decreased rapidly due to destruction and fragmentation of their natural habitat. Nowadays there is an increasing effort in captive breeding programs to ensure the survival of this specialized bear species. Especially captive hand-raised giant pandas are important as a research and educational resource. But currently, little is known about the structure and the function of these vocal signals, nor about the vocal ontogeny and the importance of these vocalizations for early mother-cub social interactions. The present study provides first insights into the vocal repertoire, ontogeny, anatomy and function in infant giant panda cubs of two study sites, the Vienna Zoo in Austria and the Bifengxia Panda Base in China. The study reveals that the fundamental frequency F0 decreases with increasing age suggesting that age-related anatomical and physiological changes determine the vocal apparatus. Formant frequency analyses affirm the assumption that formant dispersion (distance between formants) decreases with age correlating with radiographic oral vocal tract measures. Moreover, this study is giving the first acoustic description of the vocal repertoire in giant panda cubs. Six call types have been classified conditionally: the Moan, the Squawk, the Croak, the Squall, the Squeal and the Creak. As in other bear cubs documented “Humming” was not evident. Since giant panda cubs are vocally very active soon after birth, highly altricial and hence highly dependent on maternal care, further attention was paid to the occurrence of nonlinear phenomena (NLP), particularly deterministic chaos, which are predicted to increase with an animal’s arousal level and to function as an adaption to reduce the chance of being ignored by the dam. Both low and high arousal level could be discriminated by the proportion of occurring NLP, which are associated with elevated values in the fundamental frequency. Therefore, it can be concluded that NLP in particular deterministic chaos may signal a giant panda cub’s arousal and attract the mother’s or caregiver’s attention in terms of honest signaling of its needs. All together, the findings of the current study give first insights into the acoustic communication of infant giant panda. Hence it would be important to continue and increase research focusing on the vocal behavior to get better idea of the function and the significance of the acoustic signals in giant panda in order to save this endangered species from extinction.

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Untersuchungen zur physiologischen Nahrungsspezialisierung bei Petaurus breviceps.

Diplomarbeit

93 Seiten

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Helmut Kratochvil
Tiergarten Schönbrunn Wien

Zusammenfassung:

Kohlenhydrate spielen bei der Energielieferung für viele Lebewesen eine wichtige Rolle. Obwohl sie im Vergleich weniger Energie als Fette liefern, sind sie der Hauptbestandteil der Nahrung vieler Tiere, da sie schneller in die Blutbahn gelangen als die Fette und in vielen Nahrungsmitteln enthalten sind. Außerdem ist die Verdauung von Kohlenhydraten einfacher. Noch einfacher ist der Nahrungsabbau, wenn sich die Tiere von Mono- bzw. Disacchariden ernähren. Sie brauchen somit weniger Energie, um die langen Polymeren wie Stärke oder Zellulose zu verdauen. Aber es kommen einfache Zuckermoleküle in der Natur im geringeren Ausmaß vor, so dass nur wenige Arten sich darauf spezialisieren konnten. Eine ist der Sugar Glider (Petaurus breviceps), der sich vor allem von Baumsäften, Pollen, Blütennektar und süßen Früchten ernährt. Diese Lebensweise gibt ihr sogar den Namen. Im Tiergarten Schönbrunn wurden Versuche mit diesen Tieren gemacht, ob sie die Zuckersorten Glukose, Saccharose und Fructose voneinander unterscheiden können. Außerdem wurden die Schwellenwerte der Zuckerlösungen ermittelt, um herauszufinden, wie sensibel ihr Geschmacksinn ist. Weiters wurde getestet, ob sie in der Lage sind, die künstlichen Zuckerersatzstoffe vom normalen Zucker zu unterscheiden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Petaurus breviceps signifikant mehr Saccharose und Fructose als Glukose, die von Menschen auch als weniger süß empfunden wird, aufnimmt. Was die künstlichen Süßstoffe betrifft, sind sie imstande, die Zuckerersatzstoffe von anderen Zuckerlösungen zu unterscheiden. Dabei wurden die Lösungen der künstlichen Süßstoffe ignoriert. Schließlich wurde der Schwellenwert für alle Zuckersorten ermittelt. Der Wert lag für Saccharose bei 0,25 %, für Glukose bei 0,2 % und für Fruktose auch bei 0,2 %. Es steht fest, dass die Spezialisierung von Petaurus breviceps auf Zuckernahrung zu Entwicklung eines verfeinerten Geschmackssinnes in der Geschmackskategorie „Süß“ geführt hat.

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Entwicklung und Differenzierung der Schwimmblase beim Seepferdchen Hippocampus reidi (Ginsburg 1933) innerhalb der ersten Lebenstage unter verschiedenen Fütterungsbedingungen.

Diplomarbeit

: 52 S. : Ill., graph. Darst.

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. Manfred G. Walzl
Haus des Meeres Wien

Kurzfassung:

Hippocampinae gehören innerhalb der Knochenfische zur Familie der Syngnathidae. Sie sind rein marine Fische, bei denen das Weibchen die Eier in eine spezielle Bruttasche am Bauch des Männchens legt, welches die Eier austrägt. Die Jungfische sind beim Schlupf bereits weit entwickelt und ihr Aussehen entspricht einer Miniaturausgabe der adulten Tiere. Bei der Seepferdchenart Hippocampus reidi, welche im Atlantischen Ozean vom Cape Hatteras (USA) bis Rio de Janeiro heimisch ist, kommen relativ viele und kleine Jungtiere zur Welt, welche die ersten zwei Wochen pelagisch leben. H. reidi ist ein transienter Physostome. Bei der Geburt ist die Schwimmblase über den Ductus pneumaticus mit dem Vorderdarm verbunden, welcher sich innerhalb der ersten Tage des Lebens auflöst. In dieser Phase muss die lebenswichtige erste Befüllung der Schwimmblase von statten gehen. Ab dem Alter von 12 Stunden sind erste Anzeichen eines Degenerierens des Ductus pneumaticus zu erkennen. Sein Epithel wird im mittleren Teil dünner und unregelmäßiger. Bei der Aufzucht in Gefangenschaft hat die Art der Fütterung einen deutlichen Einfluss auf die Entwicklung und Überlebenschance der Jungtiere. Dies zeigt sich auch bei der Ausbildung des Schwimmblasenkomplexes. Der Ductus pneumaticus ist bei Tieren, die mit Mischzooplankton gefüttert wurden, im Alter von 72 Stunden in seinem mittleren Teil nur mehr als membranöse Hülle vorhanden, während bei Tieren gleichen Alters, welchen Artemien verfüttert wurden, der Ductus pneumaticus in seinem ganzen Verlauf noch deutlich vorhanden ist. Sein mittlerer Teil ist zwar schon wesentlich dünner als zuvor, aber er ist im ganzen Verlauf noch als ein einschichtiges, flaches Epithel vorhanden. Im Alter von 96 Stunden ist der Ductus pneumaticus bei den Tieren, welche mit Mischzooplankton gefüttert wurden, nicht mehr durchgängig und an manchen Stellen bereits völlig degeneriert. Im Gegensatz dazu ist er bei den mit Artemien gefütterten Individuen dieses Alters noch durchgängig. Durch die anatomische Untersuchung konnte somit eine raschere Entwicklung des Schwimmblasenkomplexes bei Tieren, die mit Mischzooplankton gefüttert wurden, festgestellt werden.

Abstract:

Within the Teleostei the Hippocampinae belong to the family of Syngnathidae, which are marine fish. The females deposit the eggs into a specialized brood pouch of the male. The juveniles are almost fully developed when they hatch. They look like small adults. As the juveniles of the seahorse species Hippocampus reidi are relatively small at their birth, the male releases a lot of babies at one hatch. The first two weeks after hatching, they live pelagic. H. reidi is a transient Physostome, which means that the swim bladder is connected with the fore gut by the Ductus pneumaticus at the birth. Since the Ductus pneumaticus becomes degenerate in the first days of life, the initial swim bladder inflation has to take place within this time. The first signs of the Ductus pneumaticus degeneration are visible at the age of 12 hours. Its epithelium gets thin and irregular in the middle part. In captive breeding there is also seen a significant influence on the development and survival chances of juveniles fed with different types of diet. This can also be seen in the formation of the swim bladder complex. At the juveniles age of 72 hours when they have been fed on Mischzooplankton, there is only a membrane in central parts of the Ductus pneumaticus left. At juveniles at the same age, which were fed on Artemia, the Ductus pneumaticus can still be seen clearly. Although the central part is significantly thinner than before, its total complexion is still present as a single- layered, flat epithelium. At the age of 96 hours Mischzooplankton fed animals show already completely degenerated spots in their Ductus pneumaticus, while Artemian fed animals of the same age have a still consistent Ductus pneumaticus. So this anatomical study proves a quicker development of the swim bladder complex in animals raised with Mischzooplankton.

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Chronobiological investigations in captive giant panda cubs, Ailuropoda melanoleuca, David 1869

Dissertation

XIII, 198 S. : Ill, graph. Darst.

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Helmut Kratochvil
Zoo Leipzig

Kurzfassung:

Trotz des generellen Interesses an der Aktivitätsrhythmik („Innere Uhr“) zahlreicher Säugetiere, beschäftigen sich lediglich einige wenige Arbeiten mit der ontogenetischen Entwicklung dieses Zeiterfassungssystems. Im Besonderen ist kaum etwas über die Entwicklung und Struktur von Aktivitätsrhythmen, vor allem circadianer Rhythmen, in Großen Pandas bekannt, wozu diese Studie die ersten Ergebnisse überhaupt liefert. Aus diesem Grund analysierte ich die Entwicklung des Verhaltens von zwei neugeborenen Großen Pandas, die 2007 bzw. 2010 im Tiergarten Schönbrunn geboren wurden, unter besonderer Berücksichtigung der Entwicklung ihrer Aktivitätsrhythmen und ihrer Zeitbudgets. Zusätzlich analysierte ich Daten von vier neugeborenen Großen Pandas, die im San Diego Zoo geboren wurden, um herauszufinden, ob es ein grundlegendes Aktivitätsmuster gibt, unabhängig von Herkunft und Haltung. Um den Einfluss des Muttertiers auf das Verhalten der Jungtiere zu beurteilen, wurde ebenfalls das Verhalten der Weibchen dokumentiert und ausgewertet. Lomb-Scargle Periodogramme zeigten, dass bei den Jungtieren kurz nach der Geburt kein circadianer Rhythmus vorhanden ist, sich aber im Laufe des dritten und vierten Lebensmonats entwickelt. Während die Aktivität der Jungtiere im ersten Monat gleichmäßig über den gesamten Tag verteilt war, wurden diese mit der Zeit eindeutig tagaktiv. Obwohl kein eindeutiger Einfluss der Tierpfleger auf die Jungtiere gefunden wurde, beeinflussen sie diese zumindest indirekt, indem die Aktivität des Muttertiers durch die Tagesroutine eindeutig beeinflusst wurde. Trotz einiger individueller Unterschiede zeigen die Chronoethogramme sowie die Zeitbudgets bei allen sechs Jungtieren eine ähnliche Entwicklung im Verhalten. Dementsprechend lässt diese Studie vermuten, dass es eine generelle Entwicklung der Aktivitätsrhythmen gibt unabhängig von der Herkunft der Tiere. Chronoethologie wurde erfolgreich verwendet, um das generelle Verhaltensmuster zu untersuchen und altersspezifische Veränderungen in dem Muster neugeborener Großer Pandas sowie der dazugehörigen mütterlichen Fürsorge zu definieren.

Abstract:

Despite the general interest in the rhythmical organisation of a variety of mammals only a few studies include the development of this timekeeping system. Also hardly anything is known about the structure of circadian rhythms in giant panda in general so I am obtaining very first results. Therefore I studied the behavioural ontogeny of two giant panda cubs, born at the Vienna Zoo in 2007 and 2010, including the development of their activity rhythm and time budgets. In addition I analysed data from four cubs born at the San Diego zoo to investigate, if there is a general development in the rhythmicity of giant panda cubs. To investigate, to what extent the behaviour of the cubs is influenced by the mother, also the behaviour of the dam was analysed. Lomb-Scargle Periodograms revealed that the cubs’ circadian rhythmicity is not fully established at birth, but develops especially within the third and fourth month. Whereas the activity of the cubs is evenly distributed over 24h within the first month, they become more and more diurnal hereafter. Although the animal keepers may not have an immediate effect on the cubs’ behavioural pattern, they clearly influence the dams’ behaviour by the daily routine. Despite some individual differences, the chrono-ethograms and time budgets show a similar development in the behaviour of all cubs. This study indicates that the chronoethological development appears to be similar regardless of their origin. Chronoethology has been successfully used to study the general behavioural pattern and to define age dependent shifts in activity patterns in captive newborn giant panda cubs and the associated maternal behaviour.

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Das Mittel- und Innenohr von ausgewählten Feliden (Felis chaus, Puma concolor, Caracal caracal, Prionailurus viverrinus) - 3D-Rekonstrutionen.

Diplomarbeit

99 S. : Ill., graph. Darst

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Doris Nagel
Tiergarten Schönbrunn Wien

Zusammenfassung:

Die Mittel- und Innenohren der Mammalia stellen komplex gebaute Sinnesorgane dar. Sie sind in vielen Prozessen und Abläufen des Lebens beteiligt, weshalb ihnen eine große Bedeutung zukommt. Durch detailliertes Wissen über die Anatomie und Morphologie der Ohren von verschiedenen Taxa, können Rückschlüsse in Bezug auf Phylogenie, Lokomotion und Habitate gezogen werden. Obwohl sich die Ossicula auditus der verschiedenen Säugetiere von einem ursprünglichen und primitiv gebauten Mittelohr („ancestral middle ear“) ableiten lässt, kam es im Verlauf der Entwicklung zu verschiedenen Ausprägungen und Formen hinsichtlich der Anatomie und Morphologie der der Auris media und interna. Der Inhalt dieser Arbeit fokussiert sich auf das Mittel- und Innenohr von Feliden, im Speziellen wurden die Taxa: Felis chaus, Puma concolor, Caracal caracal und Prionailurus viverrinus behandelt. Um reichhaltige Information über die Morphologie der Gehörknöchelchen der Auris media und den Elementen der Auris interna zu erhalten, wurden die Schädelpräparate der vier behandelten Taxa mithilfe von Mikro-Computertomographie gescannt. Die daraus entstandenen zweidimensionalen Scans wurden durch manuelle Segmentation in einer Rekonstruktionssoftware (Amira 5.4.1) bearbeitet, um schließlich dreidimensionale Rekonstruktionen der Bestandteile der Ohrregion zu erhalten. Anhand dieser Rekonstruktionen wurden morphologische Vergleiche gemacht und im Anschluss diskutiert.

Abstract:

The ears of mammals are complex organs of perception, which take part in many processes and play an important role in terms of life mode, locomotion, hunting etc. Detailed knowledge about anatomy and morphology of the ears of different taxa can lead to more information about phylogeny, diversity, locomotion and geographic distribution. Although the ossicula auditus of the different mammalian middle ears are descended from a very origin and primitiv middle ear („ancestral middle ear“) , there are various forms and shapes at the present. The content of this paper is focused on the middle-and inner ears of felines, especially of Felis chaus, Puma concolor, Caracal caracal and Prionailurus viverrinus. For getting information about the anatomy of the ossicles and the elements of the inner ear, skulls of felines were scanned with micro-computertomography. The twodimensional scans were manually segmented in Amira (5.4.1) to receive 3D-reconstructions. On the basis of the reconstructions, comparative anatomical and morphological investigations were made and discussed afterwards.

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Verhaltensbeobachtung an einer wissenschaftlich noch unbeschriebenen Schlammspringerart (Periophtalmus spec.) unter Zoobedingungen.

Diplomarbeit

41 S. : Ill., graph. Darst

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Doris Nagel
Tiergarten Schönbrunn Wien

Zusammenfassung:

Viele der semi-terrestrischen Schlammspringerarten sind heute durch die zunehmenden Umweltbelastungen gefährdet. Daher interessieren sich heute viele Tiergärtner .für die Erhaltung dieser ökologisch zu exponierten Fischgruppe, Bessere Kenntnisse über Biologie der Schlammspringer sind daher wichtig. In dieser Studie wurden im Tiergarten Schönbrunn verhaltensbiologische Untersuchungen an Schlammspringern im Regenwaldhaus durchgeführt. Untersucht wurde die Bedeutung der räumlichen Struktur und jene der ökologischen Parameter auf die Verteilung der Tiere im Gehege. Die Ergebnisse zeigen, dass Schlammspringer räumlich gut strukturierte Lebensräume den weniger strukturierten vorziehen, in denen sich nur wenige Möglichkeiten finden im Grenzbereich zwischen Wasser und Land Reviere auszubilden. Ein weiterer Parameter der die räumliche Verteilung der Schlammspringer beeinflusst, ist die Lichtstärke. Zonen hoher Lichtintensität werden denjenigen mit geringerer Einstrahlung vorgezogen.

Nahrungsaufnahme bei Shinisaurus crocodilurus (Ahl, 1930) - ein Vergleich zwischen harter und weicher Nahrung.

Diplomarbeit

111 S. : Ill., graph. Darst.

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Doris Nagel
Tiergarten Schönbrunn Wien

Zusammenfassung:

Shinisaurus crocodilurus ist eine charismatische Echse, die rezent stark vom Aussterben bedroht ist. Sie kommt nur in einer begrenzten, jedoch versprengten Region in der Provinz Guangxi (SO-China) und im Nordosten von Vietnam vor. Sie lebt eng gebunden ans Wasser und zeichnet sich durch ihr besonderes Aussehen aus. Vor allem der Schwanz und die zahlreichen Osteodermen erinnern an ein Krokodil. Diese Untersuchung widmet sich der Schädelanatomie (juvenil und adult) und der kinematischen Analyse der Nahrungsaufnahme juveniler Shinisaurus crocodilurus. Im Besonderen wird hier der Vergleich der Auswirkungen auf die Kinematik beim Fressen harter und weicher Nahrung angestrebt. Zu diesem Zweck wurden µCT-Scans der Schädel eines juvenilen und eines adulten Individuums gemacht. Anhand der Bilder wurde ein Vergleich zwischen den unterschiedlichen Altersstufen und der engeren Verwandtschaft angestellt. Weiters wurden mit Hilfe von High-Speed Kameraaufnahmen Analysen der Nahrungsaufnahme möglich gemacht. Die Nahrungsaufnahme bei Shinisaurus crocodilurus unterscheidet sich nicht grundsätzlich von der Nahrungsaufnahme anderer Echsen. Sie ist denselben Änderungen unterworfen, bedingt durch den Härtegrad, die Mobilität, die Beschaffenheit und auch Größe der Beute. Vielmehr zeichnet sich eine Flexibilität aus, die es Shinisaurus crocodilurus ermöglicht, eine große Bandbreite an potenzieller Beute zu konsumieren.

Abstract:

Shinisaurus crocodilurus is a charismatic lizard strongly threatened by extinction. Extant specimens are found today only in a limited and scattered region in Guangxi (SE-China) and NE-Vietnam. The species lives strongly bound to water and is characterized by its osteoderms and its resemblance to crocodiles, especially in the caudal region. This study devotes itself to the cranial anatomy of juvenile and adult specimens and to the kinematic analysis of feeding in juvenile Shinisaurus crocodilurus, particularly the comparison of the consumption of hard and soft prey. For these purposes, µCT-scans of the cranial region were made. A comparison between juvenile and adult specimen as well as related lacertids was done. Furthermore, feeding was analyzed, using videos, filmed with a high-speed camera. Feeding in Shinisaurus crocodilurus does not differ fundamentally from feeding in other lizards. It is subdued to the same rules, regarding stiffness, mobility, texture and size of the consumed prey. Shinisaurus seems to be flexible in feeding, a condition that allows and promotes a varied diet.

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