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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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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Stimmentwicklung eines im Zoo geborenen Großen Pandas (Ailuropoda melanoleuca) in den ersten 10 Lebenswochen.

Diplomarbeit

65 Seiten

Universität Wien, Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer: Helmut Kratochvil
Tiergarten Schönbrunn Wien

Zusammenfassung:

Große Pandas sind bei der Geburt – Beuteltiere ausgenommen – die kleinsten Säugetiere im Verhältnis zur Körpergröße der Mutter. Sie vokalisieren in den ersten Lebenswochen sehr häufig. Die Lautäußerungen sind von Geburt an undifferenziert, höchst variabel und – gemessen an der Körpergröße – ungewöhnlich laut. Untersuchungen der Lautäußerungen des im Tiergarten Schönbrunn in Wien geborenen Fu Long bis zum Alter von 10 Lebenswochen mittels multidimensionaler Methoden bestätigen ein Lautrepertoire mit hoher Variationsbreite. Es wurden die Lauttypen Moan, Croak, Squawk, Squall, Whistle und Whiff differenziert, welche in unterschiedlicher Kombination häufig in Lautfolgen auftreten. Bereits ab der Geburt wurden 4 Lauttypen, der Croak (Gesamtanteil 7,54 %), Squawk (51,12 %), Whistle (3,46 %) und Whiff (7,13 %), festgestellt. Ab der 2. Lebenswoche kam der Squall (29,74%) hinzu. Der Whistle wurde nach der 3. und der Croak nach der 4. Lebenswoche nicht mehr abgegeben. Der Moan (1,02 %) war erst ab Woche 7 festzustellen. Die Laute sind von zumeist chaotischer Struktur und weisen zu einem hohen Prozentsatz auf einen erregten Gemütszustand hin. Die geräuschhafte Struktur der Laute, vielfach versehen mit Nichtlinearen Phänomenen, und der hohe Anteil an Variationen lässt vermuten, dass dadurch die Aufmerksamkeit der um ein Vielfaches größeren Mutter immer wieder aufs Neue stimuliert wird. Der hohe Anteil an Lauten, die auf erregten Gemütszustand hinweisen, ebenso wie die hohe Variationsbreite, könnte bedeuten, dass diese selbst unter Aufzuchtsbedingungen in menschlicher Obhut überlebenswichtig sind. Der Lauttyp „Humming“, der bei allen anderen Großbärenarten vorkommt, konnte beim Großen Panda innerhalb der ersten 10 Lebenswochen nicht festgestellt werden.

Summary:

The Giant Panda has the smallest body size of any mammal at birth relative to the size of the mother, except for marsupials. Despite this, the new-born are highly vocal in the first postnatal weeks. From the start, the calls were undifferentiated, highly variable and – in relation to the body size – unusually loud. Calls of the new-born male Giant Panda “Fu Long” were recorded at Tiergarten Schönbrunn, Vienna, for the first 10 weeks of his life. Using multidimensional methods the analysis of the calls confirmed the presence of a call repertoire with high range of variation. The following call types were distinguished: “moan”, “croak”, “squawk”, “squall”, “whistle” and “whiff”. They appear in different combinations mostly within call sequences. Four call types were evident in the first week: the croak (overall percentage 7.54 %), squawk (51.12 %), whistle (3.46 %) and whiff (7.13 %). In the second week of life, the squall (29.74 %) was introduced. The whistle disappeared after the third week and the croak after the fourth week. The moan (1.02 %) was first heard in the seventh week. The calls are largely chaotic and unstructured, and they generally indicate a state of high emotional arousal. The noisiness of the calls, which were mostly accompanied by nonlinear phenomena, and the high amount of variation suggest that they serve to continually catch the attention of the much larger mother. The high proportion of calls, which can be ascribed to an excited state of arousal, and the high rate of variability of the calls may indicate that they are essential for survival, even under rearing conditions in captivity. The call type “humming”, which is part of the call repertoire in all other ursid species, was not detected in the Giant Panda within the first ten postnatal weeks.

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Integration handaufgezogener Gorillas.

Wissenschaftliche Arbeit für das Lehramt an Gymnasien

ca. 91 Seiten

Institut für Zoologie, Universität Heidelberg
Betreuung: Prof. Dr. H.F. Moeller
Zoo Heidelberg und andere Zoos in Europa

Zusammenfassung: siehe hier

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