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Dumme Ziege? Denkste!

17.12.2012
Dummerstorfer Wissenschaftler weisen nach, dass Ziegen in Kategorien denken

Wie sich höhere Lernleistungen auf das Verhalten, die Wahrnehmung der Haltungsumwelt und das Wohlbefinden bei Nutztieren auswirken, das untersuchen Wissenschaftler des Forschungsbereichs Verhaltensphysiologie am Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN) in Dummerstorf.


Foto (FBN, Jan Langbein): Zwergziege im Lernautomaten

Am Beispiel von Zwergziegen wurden dazu im Rahmen eines Projektes, das durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wurde, das Verständnis allgemeiner Zusammenhänge, also das, was man kognitive Leistungsfähigkeit nennt, bei Nutztieren analysiert.

Mit dem Wissen über ihre Lern- und Kognitionsfähigkeit soll langfristig die Haltungsumwelt verbessert und das Wohlbefinden gesteigert werden. Denn fehlende Kenntnisse über die Lernleistungen können zu einem falschen Umgang mit Nutztieren führen. Umgekehrt sind diese durch anhaltendes Lerntraining in der Lage, auf Belastungssituationen flexibler zu reagieren.
Ein Teilkomplex des DFG-Projektes befasste sich mit den kognitiven Fähigkeiten von Nutztieren zur „Kategorienbildung“ unter realen Haltungsbedingungen. Um die Menge an Informationen einer komplexen und sich ständig ändernden Umgebung rasch zu erfassen, angemessen und effizient auf neue Reize reagieren zu können, reduzieren intelligente Organismen die Informationen über Objekte aufgrund von Gemeinsamkeiten und ordnen diese abstrakten Kategorien zu. In den letzten zwanzig Jahren ist die Kategoriebildung für zahlreiche Säuger und auch für einige Vögel nachgewiesen worden. Ob Zwergziegen, stellvertretend als Modell für sozial lebende Wiederkäuer, dazu in der Lage sind, wurde anhand von Lernaufgaben ermittelt.

Aus dem Bestand des FBN wurden 26 weibliche, junge Zwergziegen (Capra hircus) unter identischen Haltungsbedingungen in zwei Gruppen eingestallt. Die etwa zwölf Quadratmeter großen, eingestreuten Versuchsbuchten verfügten unter anderem über einen jederzeit frei zugänglichen Rundfütterer (300 g Kraftfutter pro Tag und Tier) und über eine zweistöckige Kletterpyramide. Wasser konnten die Tiere hingegen nur über einen am FBN entwickelten vollautomatischen Lernautomaten, der in einem separaten blickdichten Abteil der Bucht stand, bekommen. Dazu wurden den Tieren auf einem Computerbildschirm vier verschiedene künstliche Symbole angeboten, denen jeweils ein Schalter zugeordnet war. Drei der Symbole waren unbelohnt. Durch Druck eines Schalters mit dem Nasenrücken erhielten die Tiere bei Wahl des als richtig definierten Symbols eine kleine Portion Wasser als Belohnung in eine unter dem Bildschirm befindliche Tränkschale. Nach jeder Wahl wechselten die Symbole per Zufallsauswahl die Anordnung auf dem Bildschirm. Bei einer anfänglich geringeren Lernleistung konnten die Tiere ihren Wasserbedarf durch eine erhöhte Anzahl an Schalterbetätigungen decken.
Video
http://www1.fbn-dummerstorf.de/de/Forschung/FBs/fb5/langbein/ziege_live.htm

Mit einem speziellen Versuchsdesign wurden über mehrere Monate Tests über das individuelle Lernverhalten von Zwergziegen in größeren Gruppen am FBN durchgeführt. Ziegen, die Symbole mit einem weißen Zentrum am Lernautomaten erkannten, sind mit Wasserzufuhr belohnt (Kategorie 1: belohnt) worden. Tiere, die bei den gleichen jedoch komplett schwarz gefüllten Symbolen den Schalter betätigten, erhielten keine Belohnung (Kategorie 2) [Vgl. Abb. 1]. Dieses Verfahren wurde mit einem Symbol aus der Kategorie 1 und dreien aus der Kategorie 2 in verschiedenen Kombinationen (4-fach-Diskriminierungsproblem) trainiert [Vgl. Abb. 2].
Die Ergebnisse machten deutlich, dass beide Kategorien bereits nach drei Trainingsaufgaben von den Ziegen erfasst wurden. Dies deutet darauf hin, dass Zwergziegen nicht „nur“ optische Muster unterscheiden, sondern visuelle Symbole anhand von spezifischen Gemeinsamkeiten (schwarz gefüllt oder mit weißen Zentrum) einer abstrakten Kategorie (Belohnung, Nichtbelohnung) zuordnen können. Durch weitere Tests (Transfer-Tests) konnte nachgewiesen werden, dass Zwergziegen sogar in der Lage sind, diese erlernten Kategorien auf komplett neue Symbole zu übertragen und anzuwenden [Vgl. Abb. 3].

In weiterführenden Untersuchungen soll nun am Leibniz-Institut für Nutztierbiologie geklärt werden, wie sich am Beispiel des Lernens, Temperament und Verhaltensflexibilität bei landwirtschaftlichen Nutztieren auswirken. Darüber hinaus wird künftig erforscht, wie Zwergziegen emotional mit Lernaufgaben umgehen.
Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 86 selbständige Forschungseinrichtungen. Deren Ausrichtung reicht von den Natur, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevante Fragestellungen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Sie unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Institute pflegen intensive Kooperationen mit den Hochschulen - u.a. in Form der Wissenschaftscampi -, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem maßstabsetzenden transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 16.500 Personen, darunter 7.700 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei 1,4 Milliarden Euro.

Ansprechpartner
Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN)
Wilhelm-Stahl-Allee 2, 18196 Dummerstorf
Forschungsbereich Verhaltensphysiologie
Dr. Jan Langbein
T +49 38208-68 814
E langbein@fbn-dummerstorf.de

Wissenschaftsorganisation
Dr. Norbert K. Borowy
Wilhelm-Stahl-Allee 2, 18196 Dummerstorf
T +49 38208-68 605
E borowy@fbn-dummerstorf.de

Norbert K. Borowy | idw
Weitere Informationen:
http://www.fbn-dummerstorf.de

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