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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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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