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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Vocal communication in Asian elephant calves (Elephas maximus).

Diplomarbeit

46 S. : Ill., graph. Darst.

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Helmut Kratochvil
Zoo Köln, Zoo Emmen (Niederlande)

Zusammenfassung:

Asiatische Elefanten (Elephas maximus) gelten laut der IUCN Artenschutzliste 2009 als gefährdet. Ihr natürlicher Lebensraum schwindet durch anthropogenen Einfluss. Auf der Suche nach Nahrung plündern sie häufig Anbauflächen der Menschen, welches oftmals zu tödlichen Zusammenstößen auf beiden Seiten führt. Um diesem entgegenzuwirken, könnten akustische Frühwarnsysteme in der Nähe von menschlichen Siedlungen eingesetzt werden, um Zusammenstöße zu verringern (Seneviratne et al., 2004). Die Voraussetzungen zur Entwicklung solcher Frühwarnsysteme bedingt ein umfassendes Verständnis der sozialen Struktur, der akustischen Kommunikation und des Verhaltens Asiatischer Elefanten. Ein Großteil der Elefantenforschung konzentrierte sich bisher auf Afrikanische Elefanten (Loxodonta africana) (Berg, 1983; Langbauer et al., 1991; Garstang et al., 1995; Lee and Moss, 1999; McComb et al., 2003; Payne et al., 2003; Soltis et al., 2005a; b; O'Connell-Rodwell et al., 2007). Unterschiede in der sozialen Struktur wie auch in der akustischen Kommunikation der beiden Arten (McKay, 1973; Fernando and Lande, 2000) zeigen, dass Studien an Afrikanischen Elefanten nicht einfach auf Asiatische übertragen werden können. Zum Beispiel werden die Lauttypen „Rumble“, „Roar“, „Trumpet“ und „Snort“ zwar von beiden Arten geäußert, der Lauttyp „Squeak“ ist jedoch nur bei Asiatischen Elefanten ausgeprägt. „Squeaks“ werden entweder einzeln, meistens aber mehrfach aufeinander folgend in einer Sequenz geäußert, welche von McKay (1973) „chirping“ genannt wurde. Asiatische Elefanten leben in kleinen, stabilen Familiengruppen, die aus einer Matriachin und ihren Nachkommen unterschiedlichen Alters bestehen (McKay, 1973; Fernando and Lande, 2000). Dies indiziert, dass gerade die akustische Kommunikation zwischen Jungtieren und adulten Artgenossen von großer Bedeutung ist. Die bisher einzige Studie über vokale Ontogenie bei Elefanten bezieht sich auf Afrikanischen Elefanten (Stoeger-Horwath et al., 2007). Die Lautforschung bei Tieren beschränkte sich lange Zeit auf harmonische Laute und ließ Unregelmäßigkeiten in den Lautäußerungen (nichtlinearen Phänomene) außer Acht, obwohl diese sowohl bei Säugetieren (Riede et al., 1997; Wilden et al., 1998; Riede et al., 2000; Tokuda et al., 2002; Riede et al., 2007) als auch bei Vögeln (Fee et al., 1998; Fletcher, 2000) häufig vorkommen. Nichtlineare Phänomene spielen eine wichtige Rolle in der Erkennung von Individuen als auch Altersklassen wie beispielsweise die Mutter-Kind-Erkennung (Fitch et al., 2002). In der vorliegenden Studie wurden die Laute sowie das Verhalten von sechs Asiatischen Jungelefanten im Alter von sechs bis 27 Monaten in zwei europäischen Zoos (Köln, Deutschland und Emmen, Niederlande) aufgenommen und analysiert. Zoos bieten bei der Erforschung von Elefanten ideale Bedingungen. Besonders die akustische Kommunikation der Jungtiere ist stark von gruppeninternen Faktoren geprägt und bezieht sich meist auf die Erfüllung von Grundbedürfnissen, die in der freien Wildbahn und in menschlicher Obhut ähnlich sind. Weiters sind Asiatische Elefanten Waldbewohner, was die Aufnahme und Zuordnung der Laute sowie das Beobachten des Verhaltens in freier Natur erschwert. Diese Studie präsentiert erstmals akustische Daten zur vokalen Ontogenie Asiatischer Elefantenkälber, beschreibt das häufige Vorkommen von nichtlinearen Phänomenen und gibt Aufschluss über das Verhalten im Zusammenhang mit dem Auftreten der vier häufigsten Lauttypen („Rumble“, „Roar“, „Trumpet“ und „Squeak“). Die vier Lauttypen unterscheiden sich in den Frequenzparameter signifikant von einander. Bei Jungtieren treten „Squeaks“ außerdem in Form von zwei Untergruppen auf: ein lang gezogener sowie ein kurzer, pulsierender „Squeak“. Jungtierlaute zeichneten sich im Vergleich zu adulten Tieren (Artelt, 2006) häufig durch eine höhere Grundschwindung aus, wobei kein Infraschall nachgewiesen werden konnte. Dies ist nicht überraschend, denn Jungtiere sind körperlich noch unausgereift und die Erzeugung von tiefen Frequenzen benötigt entweder lange Stimmfalten oder einen großen Larynx (Fitch, 2006). Weiters wird Infraschall von Elefanten u. a. zur Kommunikation über weite Distanzen verwendet (Payne et al., 1986). Dies ist für Jungtiere, die sich ständig in der Nähe der Mütter und Geschwister aufhalten nicht von Bedeutung. Da Körpergröße mit der Länge und Elastizität der Stimmfalten korreliert (Garstang, 2004), könnten adulte Artgenossen die Jungtiere anhand höherer Frequenzen erkennen. Acht Modulationen der Grundschwingung wurden in den vier Lauttypen nachgewiesen. Einzig in „Squeaks“ und „Roars“ wurden die verschieden Modulationen in einem ähnlichen Muster verwendet. Geschlechterabhängige Muster konnten nur bei „Rumbles“ festgestellt werden. In keinem der Lauttypen wurden altersabhängige Muster nachgewiesen. Weiters hat sich gezeigt, dass nichtlineare Phänomene mit Ausnahme von harmonischen Schwingungen sehr häufig bei Asiatischen Elefantenkälbern vorkommen. „Roars“ bestanden meist aus deterministischem Chaos, während „Squeaks“ gleichermaßen deterministisches Chaos und Harmonien überlagert von deterministischem Chaos enthielten. „Trumpets“ waren meist harmonisch überlagert von deterministischem Chaos. Nur „Rumbles“ enthielten häufig harmonische Schwingungen. Die Lauttypen zeigten hinsichtlich des Auftretens nichtlinearer Phänomene signifikante Unterschiede. Die meisten Laute enthielten nur ein nichtlineares Phänomen, während in den anderen Kombinationen mehrerer Phänomene gefunden wurde. Die häufigsten Kombinationen fanden in „Roars“ statt, die wenigsten in „Trumpets“. Frequenzsprünge kamen kaum vor, in „Rumbles“ überhaupt nicht. Nichtlineare Phänomene mit Ausnahme von harmonischen Schwingungen sind bei Afrikanischen Elefantenkälbern seltener vor als bei Asiatischen Kälbern (persönliche Kommunikation mit Stoeger-Horwath, 2009). Möglicherweise unterscheiden sich die beiden Arten in der Entwicklung ihrer Stimmproduktionsmechanismen. Die Untersuchungen des Verhaltens während der Lautäußerungen zeigen, dass alle vier Lauttypen in den meisten Verhaltenskategorien verwendet wurden. Ausnahmen sind „Rumbles“ und „Roars“ welche nicht während des Spielens auftraten und „Trumpets“, welche nicht während Interaktionen mit Tierpflegern oder anderen Menschen vorkamen. „Squeak“ Sequenzen oder „Chirping“ wurden meistens während dem Spielen geäußert. Agonistisches Verhalten führte selten zu Lautäußerungen. Die Kälber im Alter von 6 bis 12 Monaten (Altersgruppe 1) produzierten gleich viele Laute während der Interaktion mit Müttern oder anderen adulten Elefanten sowie während Gruppenkoordinations- und Spielverhalten. Die Kälber im Alter von 24 und 27 Monaten (Altersgruppe 2) vokalisierten meist während des Spielens, gefolgt von Gruppenkoordinations- und Mutter-Kalb-Interaktionen. Signifikante Unterschiede wurden zwischen den beiden Altersgruppen in Bezug auf Interaktionen zu Menschen oder Artgenossen gefunden. Während die Kälber der Altersgruppe 1 fünf Mal mehr Laute während Interaktionen mit Artgenossen als bei Interaktionen mit Tierpflegern produzierten, passierte dies bei Individuen der Altersgruppe 2 etwa gleich häufig. Diese Ergebnisse entsprechen dem Umstand, dass die Kälber der Altersgruppe 1 noch von der Muttermilch abhängig sind und auch häufiger den Schutz von adulten Elefanten suchen, als die bereits etwas unabhängigeren Kälber der Altersgruppe 2. Vorhergehende Studien haben gezeigt, dass die akustische Struktur der Laute Aufschluss über den emotionalen Zustand des Individuums geben kann (Soltis et al., 2005b; Soltis et al., 2009). Es konnte jedoch in der vorliegenden Studie kein Zusammenhang zwischen nichtlinearen Phänomenen und Verhalten entdeckt werden. Während für die Unterscheidbarkeit von individuellen Unterschieden sowie für die Funktion der nichtlinearen Phänomene weitere Studien notwendig sind, konnte diese Studie zeigen, dass sich Laute Asiatischer Elefantenkälber von denen der adulten Artgenossen in Höhe der Grundschwingung sowie im häufigen Vorhandensein von nichtlinearen Phänomenen unterscheiden. In akustischen Frühwarnsystemen können diese Ergebnisse genutzt werden.

Abstract:

Asian elephants (Elephas maximus) are highly endangered animals. Early acoustic warning systems could help protect humans and elephants from deadly encounters (Seneviratne et al., 2004). Therefore, research on the social structure, vocal communication and behaviour in Asian elephants is needed. Up to now, the main research focus considering these aspects was on African elephants. But since differences in vocalisation between African and Asian elephants have been confirmed, more investigations of the latter are required to protect this endangered species. Due to the elephant’s social system of mother-calf units, acoustic communication between adults and calves is of particular interest. The present study provides the first acoustical data on vocal ontogeny of the most frequent call types (roar, rumble, squeak and trumpet) of Asian elephant calves. Vocalisation and associated behaviour of six calves were recorded in two European zoos. The study revealed that Asian elephant calves use two subtypes of squeaks: a short squeak (uttered in a short and pulsated-way), and a long squeak (vocalised in a stretched way). It also showed that parameters of the fundamental frequency in the four call types are usually higher than those recorded in adults. A similar pattern of frequency contours could be found in squeaks and roars. Gender-dependent variations were only present in the rumbles of female calves. Moreover, the study reveals that the majority of calls consist of nonlinear phenomena other than harmonics. Most roars consisted of deterministic chaos. Squeaks contained equally often harmonics overlaid with deterministic chaos and deterministic chaos. Trumpets consisted primarily of harmonics overlaid with deterministic chaos, while only rumbles contained mainly of harmonic features. Only one irregular phenomenon could be detected in most calls, while combinations of different phenomena were found less frequently. The latter were highest in roars and lowest in trumpets. I argue that higher frequencies and nonlinear phenomena in calls may therefore enable adults to distinguish calf from adult vocalisations. No correlation was found in the usage of call types during different behaviours, therefore no safe conclusions can be drawn for behavioural categories from call type utterance. Furthermore, no relation was found between nonlinear phenomena and behavioural categories, which would indicate coherency with different levels of emotional states of the calves. However, differences in call frequency were detected regarding two age groups. I assume that this is caused by the milk dependency and the higher need of protection of the infants, while the individuals aged 24 and 27 months are less dependent. To sum up, the study yielded that calls of Asian elephant calves are higher in fundamental frequency and obtain frequently nonlinear phenomena. These results help to discriminate adult from calf calls and can help to establish early acoustic warning systems.

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Lautkommunikation von Flachbrustvögeln (Struthioniformes).

Diplomarbeit

70 S. : Ill., graph. Darst.

Ganze Arbeit

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

Kurzfassung:

Bislang galten die Forschungen der Vogelvokalisation vorwiegend den passerinen Vogelarten, während die der Arten der Ordnung Struthioniformes eher unbekannt ist. In dieser Studie wurde die akustische Kommunikation dieser Flachbrustvögel untersucht, speziell die der Familien der Struthionidae, Rheidae und Dromaiidae. Die Aufnahmen dafür erfolgten in einer Straußenfarm, dem Zoo Schönbrunn und den Tiergarten Herberstein. Bei allen drei Ratitenfamilien wurden Fauchlaute gefunden, die immer rauschhaft und breitbandig waren, die restlichen Laute unterscheiden sich jedoch. So konnten bei den adulten Straußen, neben zwei non-vokalen Lautarten, acht Lauttypen gefunden werden, der Demutslaut, Hu- und Up-Laute, Gutturallaute, Fauchen, Brummen, Paarungslaute und Boominglaute. Die Grundfrequenzen lagen zwischen 67 und 721 Hertz und die Abgaben dieser Laute waren meist mit einer mehr oder weniger starken Aufblähung des Kehlluftsackes oder des Halsluftsacks verbunden. Die Straußenküken äußerten häufiger Laute und deren Grundfrequenzen lagen zwischen 889 und 1770 Hertz. Die Nandus produzierten einen zweiteiligen „Nandulaut“, dessen Grundfrequenz bis auf 88 Hertz hinunter ging. Bei den Emus wurden drei gepulste Lauttypen gefunden, das Trommeln, Grunzen und Brummen und deren Grundfrequenzen lagen zwischen 86 und 388 Hertz. Zwar besitzen diese Vögel keine richtige Syrinx, jedoch produzieren sie trotzdem Laute und benutzen eher niedrigere Frequenzen. Jedoch wurden bei dieser Untersuchung keine Infraschallkomponenten in den Lauten gefunden, aber die Frequenzen reichen doch bei allen Arten unter 100 Hertz.

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Lautkommunikation bei in Tiergärten gehaltenen Herpestiden.

Dissertation

229 S. : Ill., graph. Darst

Ganze Arbeit

Fakultät für Lebenswissenschaften, Universität Wien
Leitung: Ao. Univ.-Prof. Dr. Helmut Kratochvil
Tiergarten Schönbrunn Wien, Tiergarten Iglau (Jihlava) und Tiergarten Olmütz (Olomouc) in Tschechien

Kurzfassung:

Es wurde das Lautrepertoire der sozialen Zebramangusten (Mungos mungo) und der fakultativ sozialen Fuchsmangusten (Cynictis penicillata) untersucht und analysiert. Des weiteren wurden mit den Tieren Playbackversuche durchgeführt. Die Zebramangusten wurden in drei Tiergärten: in Wien Schönbrunn, in Tschechien Iglau und in Olmütz und die Fuchsmangusten in Olmütz untersucht. Die Zebramangusten verfügen über ein relativ großes Lautrepertoire von 15 Lauten, wobei nur 8 davon von allen untersuchten Gruppen geäußert wurden. Die größte Variabilität hatten die Lautsignale im Zoo Schönbrunn in Wien (14 Laute). Die meisten Laute wurden im agonistischen Kontext während aggressiver Auseinandersetzungen bei der Fütterung abgegeben. Die Tiere nutzen ein Warnsystem um ihre Nahrung zu bewahren. Der häufigste Laut, der affiliative Kontaktlaut, trat bei allen Zebramangustengruppen beim Graben und bei der Futtersuche auf. Die beobachteten Fuchsmangusten verfügen über 10 Laute, die nicht so häufig auftraten wie bei den Zebramangusten. Die Kontaktlaute äußerten sie viel seltener, dagegen den Streitlaut und das Knurren sehr häufig. Im Vergleich zu den Zebramangusten wurde der Warnruf sehr spärlich eingesetzt. Bei allen Tiergruppen konnten Standortsunterschiede im Lautrepertoire festgestellt werden. Der geschlechtsspezifische Vergleich der Laute in Iglau brachte keine signifikanten Unterschiede. Alle Mangustengruppen reagierten auf Playbacks in 71% der Fälle, etwas weniger auf modifizierte (M_1) Laute (66%) und seltener auf stärker modifizierte (M_2) Laute (46%). Am häufigsten reagierten sie auf eigene Laute, Laute anderer Mangustengruppen oder Laute der Prädatoren. Am wenigstens interessierten sie sich für die Laute der Herbivoren. Nur Zebramangusten reagierten akustisch auf Playbacks, am häufigsten die Gruppe in Iglau (21%). Sie antworteten mit Alarmrufen, Knurren, Zwitschern und / oder Kontaktlauten. Hauptsächlich löste das Playback der eigenen Laute, der Laute anderer Mangustengruppen oder auch Prädatoren die akustischen Antworten aus.

Abstract:

The vocal repertoire of the social banded mongooses (Mungos mungo) and the facultative social yellow mongooses (Cynictis penicillata) were examined and analyzed. Furthermore, playback experiments were carried out. I worked up the sound recordings of banded mongooses in three zoos: Schönbrunn in Vienna and Jihlava and Olomouc in the Czech Republic. Sound recordings of the yellow mongooses were worked up only in Olomouc. The banded mongooses have a relatively large vocal repertoire which comprises 15 sounds, whereas only 8 of them were expressed by all of the studied groups. The greatest variability of the sound signals was at the zoo Schönbrunn in Vienna (14 sounds). Most sounds were emitted during the aggressive confrontations in the agonistic context during the feeding. The mongooses use a warning system in order to protect their food. The most common sound, the affiliative contact call, occurred in all groups during digging and looking for food. The yellow mongooses use 10 sounds that were utilized less frequently than in the banded mongooses. The contact call was expressed less commonly, the fight call and the growl occurred more often. Compared with the banded mongooses, the warning call was used very sparsely. Location-based differences were found in all animal groups. The gender-specific comparison of the sounds in Jihlava gave no significant differences. All groups of mongooses responded to the playbacks of the unmodified sounds in 71% of cases, slightly less on modified (M_1) sounds (66%) and the least on more modified (M_2) sounds (46%). They responded to their own sounds, the sounds of other groups of mongooses or the sounds of predators most often. They were least interested in the sounds of the herbivores. Just banded mongooses responded acoustically to the playbacks, most often in Jihlava (21%). They responded with alarm calls, growling, chirps and contact calls. The acoustic response was triggered mainly by the playback of their own sounds, also of the sounds from the other groups of mongooses and predators.

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