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# Biologie# Verhalten und Kognition von Tieren

Nachts Verhalten von Huftieren in Zoos

Eine Studie zeigt Muster im nächtlichen Verhalten von Huftieren und deren sozialen Interaktionen.

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Studie über dasStudie über dasNachtverhalten vonHuftierensoziale Dynamik von Huftieren.Einblicke in nächtliche Routinen und
Inhaltsverzeichnis

Die Untersuchung, wie Tiere nachts agieren, ist wichtig, um ihre Bedürfnisse besser zu verstehen und ihre Lebensbedingungen, besonders in Zoos, zu verbessern. Zwei grosse Tiergruppen, die für ihre besonderen Merkmale bekannt sind, sind die Paarhufer (zwei- und vierzehenige Huftiere) und die Unpaarhufer (ein-, drei- und fünfzehenige Huftiere). Es gibt mehr als 250 Arten dieser Tiere, viele von ihnen sind bekannte Symbole der afrikanischen Landschaft. Ein gutes Verständnis ihres Verhaltens ist nötig, um sowohl wissenschaftliches Wissen zu erweitern als auch die Tierpflege und das Wohlbefinden zu verbessern. Zu wissen, wie Tiere sich verhalten, kann Pflegern helfen, bessere Umgebungen zu schaffen und Probleme, die mit Stress zu tun haben, effektiver anzugehen.

Frühere Forschung

Forscher haben verschiedene Huftierarten untersucht, um mehr über ihr Verhalten und ihre täglichen Routinen zu erfahren. Viele dieser Studien haben sich auf Aktivitäten konzentriert, die tagsüber stattfinden, doch es ist auch wichtig zu verstehen, was diese Tiere nachts machen. Einige Arten, wie Giraffen und Elefanten, wurden nachts beobachtet, aber es gibt nur wenig Informationen über viele andere Huftiere.

Eine aktuelle Studie hat Einblicke in das nachtaktive Verhalten verschiedener Huftiere in europäischen Zoos gegeben. Indem sie Zoo-Tiere beobachten, können Forscher mehr Daten sammeln, als wenn sie wilde Tiere studieren. Mit Zugang zu Tieren in einer kontrollierten Umgebung können Pfleger Anzeichen von Stress durch Verhaltensabweichungen erkennen und diese Probleme gezielter angehen.

Studienziele und Ansatz

Diese Studie baut auf früheren Erkenntnissen über nachtaktives Verhalten auf. Konkret untersucht sie Liegezyklen, also die Zeiten zwischen dem Hinlegen und dem erneuten Hinlegen eines Tieres. Während viele erwachsene Tiere regelmässige Verhaltensmuster zeigen, verhalten sich einige jüngere Tiere anders und zeigen oft unregelmässige Muster.

Die Studie stellt mehrere Fragen: Können wir das Verhalten dieser Tiere beschreiben? Zeigen junge Tiere wirklich unregelmässigeres Verhalten als Erwachsene? Wenn zwei Tiere dazu neigen, zur gleichen Zeit zu stehen und sich hinzulegen, bedeutet das, dass sie synchron sind? Und wenn ein Tier mit einer regelmässigen Routine in der Nähe eines anderen mit einer unregelmässigen Routine ist, wie sehr stimmen ihre Verhaltensweisen überein?

Um diese Fragen zu beantworten, schlagen die Forscher ein mathematisches Modell vor, um die rhythmischen Verhaltensweisen dieser Tiere zu analysieren. Das Modell konzentriert sich auf Stehzyklen (die Zeit, die im Stehen verbracht wird) und untersucht, wie sie mit den Liegezyklen zusammenhängen. Es identifiziert verschiedene Muster von Stehdauern und analysiert, wie sie durch Unterbrechungen beeinflusst werden – wie beispielsweise das kurze Hinlegen, bevor sie wieder aufstehen.

Die Natur der Stehzyklen

Die Forscher definierten Stehzyklen als die Zeiträume zwischen den Stehvorgängen. Die Stehzyklen können wichtige Daten darüber enthüllen, wie diese Tiere nachts agieren. Einige Tiere zeigen ein normales Muster, während andere ungewöhnliche, bimodale Muster mit vielen kurzen Stehphasen zeigen. Diese Unterschiede führten zur Entwicklung der mathematischen Modelle zur Verhaltensanalyse.

Zunächst unterstützt das Beta-Normal-Modell (BN) die Beschreibung regelmässiger Stehzyklen basierend auf bestimmten Annahmen. Dieses Modell funktioniert gut für Tiere mit konsistenten Stehzyklen, lässt sich jedoch nicht auf solche anwenden, die Unregelmässigkeiten zeigen, wie solche mit einer hohen Anzahl an kurzen Stehphasen.

Als Lösung ermöglicht das Interrupted Beta Normal-Modell (IBN) Unterbrechungen in Stehzyklen und berücksichtigt, wann Tiere kurz liegen. Diese Anpassung hilft zu erklären, warum einige Tiere unregelmässig erscheinen, auch wenn sie einen zugrunde liegenden regelmässigen Rhythmus beibehalten.

Die Synchronisation im Tierverhalten analysieren

Der nächste Schritt besteht darin zu verstehen, wie verschiedene Tiere ihre Stehverhalten synchronisieren könnten. Die Studie verwendet eine synchronisierte Version des IBN-Modells, bei dem angenommen wird, dass die Stehzeiten von zwei Tieren gleichzeitig stattfinden. Dies ist nützlich, um Tierpaare zu untersuchen, und misst, wie nah ihr Verhalten entsprechend ihrer Entfernung im Zoo aneinander ist.

Die Analyse beinhaltete einen grossen Datensatz, in dem Tausende von Nächten vieler einzelner Huftiere beobachtet wurden. Die Informationen, die aus diesen Daten gewonnen wurden, deuten darauf hin, dass Tiere, selbst die, die unregelmässig erscheinen, tatsächlich einem regelmässigen Muster folgen. Ausserdem zeigt es, dass Tiere im selben Gehege dazu tendieren, ihre Steh- und Liebehandlungen zu synchronisieren. Interessanterweise ist die Wahrscheinlichkeit grösser, dass Tiere synchron agieren, je näher sie beieinander sind.

Zusätzlich erleichtert das Modell die Untersuchung von Timing-Unterschieden im Stehen und Liegen zwischen jungen und erwachsenen Tieren.

Datensammlung und Methodik

Für diese Forschung wurden die Daten aus Videoaufnahmen mit Nachtsichtkameras zusammengestellt. Das Verhalten jedes Tieres wurde mit spezieller Software klassifiziert. Das Ziel war es, Daten darüber zu sammeln, wie lange jedes Tier steht und sich hinlegt, die anschliessend zur Analyse verschiedener Verhaltensmuster verwendet werden sollten.

Das ursprüngliche Beta-Normal-Modell definierte, wie Stehzeiten und Liegeanteile verteilt waren. Doch als mehr Daten hinzugefügt wurden, wurde klar, dass viele Tiere Verteilungen hatten, die nicht gut in dieses Modell passten. Daher wurde das Interrupted Beta Normal-Modell eingeführt, um besser die Unterbrechungen widerzuspiegeln, die in den Stehmustern jüngerer Tiere zu sehen sind, und ihre Neigung zu erfassen, kurzfristig hinzulegen, bevor sie wieder aufstehen.

Ergebnisse und Erkenntnisse

Die Analyse brachte mehrere interessante Ergebnisse über die Regelmässigkeit des Tierverhaltens hervor. Junge Tiere, die oft als unberechenbarer gelten, zeigten tatsächlich einen regelmässigen Rhythmus, wenn ihr Verhalten unter dem neuen Modell untersucht wurde. Ausserdem hatten jüngere Tiere eine höhere Wahrscheinlichkeit, ihre Stehphase zu unterbrechen im Vergleich zu Erwachsenen, was darauf hindeutet, dass sie häufigere Pausen brauchen.

Die Studie untersuchte auch, wie verschiedene Tiere ihre Rhythmen synchronisieren, und offenbarte ein klares Muster der Koordination unter Tieren, die sich ein Gehege teilen. Tiere, die enger beieinander standen, zeigten ein signifikantes Mass an Synchronisation in ihrem Verhalten. Das deutet darauf hin, dass soziale Interaktionen eine Rolle dabei spielen könnten, wie diese Tiere ihre Aktivitäten regulieren.

Schlafmuster

Die Studie untersuchte Schlafmuster, indem sie die analysierten Stehverhalten mit Liegezeiten kombinierte. Es wurde festgestellt, dass junge Tiere oft später aufstehen und früher liegen als ihre erwachsenen Artgenossen. Dies offenbart eine interessante Dynamik innerhalb der sozialen Strukturen von Tieren, insbesondere zwischen Erwachsenen und jungen Individuen.

Einzelne Fallstudie

Ein spezielles Tierpaar wurde detailliert untersucht, um zu erkunden, wie sich deren Steh- und Liegeverhalten über die Zeit veränderte. Ein erwachsenes Tier teilte sich mehrere Monate das Gehege mit einem jungen Tier, danach wurde es mit einem subadulten Tier gepaart. Das Verhalten des Erwachsenen änderte sich deutlich abhängig von seinem Partner, was darauf hindeutet, dass Tiere ihre Routinen an das Verhalten derjenigen anpassen, mit denen sie zusammen leben.

Die Ergebnisse zeigten, dass das erwachsene Tier einen längeren Stehzyklus hatte, als es mit dem jungen Tier zusammen war, verglichen mit der Zeit, als es mit dem subadulten Tier war. Das legt nahe, dass soziale Dynamiken einen direkten Einfluss auf das individuelle Verhalten der Tiere haben.

Fazit

Die Ergebnisse dieser Studie bieten wertvolle Einblicke in das nächtliche Verhalten von Huftieren in Zoos. Durch die Entwicklung und Anwendung des IBN-Modells konnten die Forscher zugrunde liegende Muster in Verhaltensweisen aufdecken, die auf den ersten Blick unregelmässig erscheinen.

Die Ergebnisse unterstützen die Idee, dass junge Tiere, auch wenn sie in ihren Routinen weniger regelmässig erscheinen, tatsächlich eigene konsistente Muster haben. Zudem wirft die Bedeutung von sozialen Interaktionen und der Nähe zwischen Tieren Licht darauf, wie unterschiedliche Arten ihre Aktivitäten koordinieren könnten, was zu einem besseren Verständnis und der Verbesserung der Tierpflege in Zoos führt.

Die Einfachheit des Modells und seine breite Anwendbarkeit machen es zu einem nützlichen Werkzeug für zukünftige Verhaltensstudien bei verschiedenen Arten, während die Fähigkeit, komplexe Interaktionen zu analysieren, Möglichkeiten für neue Forschungen im Bereich Tierverhalten und -wohlfahrt eröffnet.

Originalquelle

Titel: Modelling coordinated nocturnal rhythms in ungulates

Zusammenfassung: Studying animal behavior is an important aspect of ethology and behavioral biology and a prerequisite to improving animal management in zoos. As the nocturnal behavior of many ungulate species is, in contrast to the behavior during daylight, poorly studied, a better understanding of nocturnal behavior is necessary to improve animal welfare. We analyse the nocturnal behavior of ungulates recorded in a large number of German and Dutch zoos. These animals show a switching between standing and lying phases, which can be associated with a certain degree of regularity. Interestingly, this regularity is not always captured in the simple length distributions of behavioral phases but shows in the autocorrelation and in the coordination of standing and lying across animals. Particularly, this phenomenon often occurs in younger animals. We provide an explanation to this phenomenon by proposing a stochastic model that can describe these processes. For individual behavior, regular standing cycles are assumed to be potentially interrupted by short lying phases, such that a regular background rhythm appears in the autocorrelation but not necessarily in the raw length distribution of the activity phases. For coordinated behavior, crosscorrelation functions allow to analyse the degree to which pairs of animals that are sharing the same stable box show a synchronization of their standing-lying rhythms. In the data set, our analyses suggest that indeed, baseline regularity does not seem to be reduced in younger animals. Instead, younger animals showed increased probabilities for interruption of standing phases by short lying phases. In addition, the coordination of the standing-lying rhythm between animals in the same box ranged up to 100% and decreased with the distance between boxes. We also found systematic delays between the standing activity of young and adult animals. Author summaryIn this paper, we investigate rhythms observed in the nocturnal behavior of a large number of ungulates housed in zoos. Motivated by the observation that younger individuals, in particular, exhibit irregular standing-lying cycles, we propose and analyze a mathematical model to describe the basic rhythms of the observed animals and quantify the regularity of their standing-lying behavior. Our model enables us to measure both the regularity and synchronization of behavior among individuals. The results suggest that even individuals initially perceived as highly irregular actually follow a strict base rhythm during the night, but single standing phases may be interrupted. Moreover, we observe that animals stalled together typically synchronize their behavior, particularly in the case of a dam and her calf.

Autoren: Gaby Schneider, J. Ukrow, J. Gubert, M. Hahn-Klimroth, P. W. Dierkes

Letzte Aktualisierung: 2024-09-15 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.13.612804

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.13.612804.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an biorxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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