Herzschlagtelemetrie bei Gänsen

In diesem Projekt wollen wir Herzschlagtelemetrie an freilebenden Graugänsen einsetzen, um individuelle metabolischen Kosten, insbesondere sozialen Verhaltens, zu untersuchen. Herzschlagraten sollen auch als indirektes Maß für die Aktivierung der "raschen", Katecholaminergen Streßachse dienen. Zusätzlich soll die "langsame", Glucocorticoid-Streßachse nicht-invasiv, durch die Bestimmung von Kortiksoteron-Metaboliten aus Kot untersucht werden. Zur direkten Messung von Katecholaminen planen wir (R. Palme) die Entwicklung eines nicht-invasiven Assays aus Kot. Graugänse leben in einem komplexen, Weibchen-zentriertem Klansystem, sind langlebig und langzeit-monogam. Daher ist unsere freilebende, aber kooperative Schar ein Ausgezeichnetes Untersuchungsmodell, um Herzschlag mittels implantierter Transmitter zu messen und gleichzeitig Verhalten zu beobachten. Ein ähnliches Transmittersystem wurde unlängst (von F. Schober) für Weißkopfgeier entwickelt. Daher wird es relativ einfach sein, das System für Gänse zu adaptieren. Während einer 6monatigen Testphase sollen mittels vier implantierter Individuen die Arbeitsroutinen entwickelt werden. In den drauffolgenden 18 Monaten wird von 20 implantierten Gänsen (10 Männchen/10 Weibchen) der Herzschlag sowohl kontinuierlich aufgezeichnet (interne Speicherung von1min Summen, die nach der Explantation ausgelesen werden), als auch gleichzeitig mit Verhalten dargestellt Mittels der Herzschlagraten wollen wir den individuellen Verhaltensaufwand ermitteln. Wir erwarten, dass sowohl Verhaltenskosten, als auch Katecholamin- und Glukokortikoid-Reaktivität vom Verhaltens-und sozialem Kontext, Geschlecht, Jahreszeit und individuellen Verhaltensdispositionen ("Persönlichkeit": Unterschiedliche Stile, mit Umwelt- und sozialen Reizen zurechtzukommen). So wollen wir die gegenseitige Abhängigkeit der beiden Streßachsen testen. Wir erwarten uns einen genaueren, auf Persönlichkeitstyp bezogenen Zugang zur Abschätzung der - zunächst - proximaten Kosten und Nutzen von Verhalten, in unterschiedlichen Saisonen und übers Jahr. Mit der Frage, ob die individuellen Muster von coping und stress management eine Rolle bei Partnerwahl und Fortpflanzungserfolg spielen, dehnen wir den Untersuchungsbereich auf die evolutionären Funktionen unterschiedlicher Verhaltensphänotypen aus.

Immer noch halten sich Menschen in ihrer sozialen Komplexität und ihren geistigen Fähigkeiten für einzigartig. Dem gegenüber zeigen die Ergebnisse der vergleichenden Sozio- und Kognitionsbiologie der letzen Jahre, dass allen Wirbeltieren dieselben alten Gehirnstrukturen und physiologische Mechanismen für sozio-sexuelles Verhalten und dass vor allem im sozialen Zusammenhang von Vogel bis Säugetier ganz ähnliche kognitive Fähigkeiten entwickelt wurden. Daher ist es einerseits nicht verwunderlich, dass wir an der Konrad Lorenz Forschungsstelle in den letzten Jahren bei den Graugänsen immer mehr soziale Strukturen nachweisen konnten, von denen man zuvor annahm, sie seien spezifisch für Primaten oder zumindest für Säugetiere. Dazu zählen Langzeitbeziehungen, individuelles Erkennen, gegenseitige Unterstützung in Konflikten und sogar Versöhnungsverhalten. Andererseits belegen diese Ergebnisse, dass Graugänse valide Modelle für die Untersuchungen von kognitiven und sozialen Strukturen darstellen, die wichtige Schlaglichter zur Erklärung der Evolution der sozialen Organisation bei Primaten liefern können. So war die Annäherung an die individuellen Kosten des Soziallebens bei Graugänsen die grundlegende Fragestellung dieses FWF-Projekts. Zur Erhebung dieser Kosten dienen uns drei miteinander verbundene Ansätze: 1) Wurden genaue Zeitbudgets von einer Reihe Von Individuen erstellt, weil der Zeitanteil bestimmter Verhaltensweisen oder -domänen (wie z.B. Sozialverhalten) bereits eine gute Annäherung für die Energieausgaben von Individuen (Glukose- oder Sauerstoffverbrauch) darstellt. Effizientes Verhalten verringert die Zeit für Fressen und verändert die Investitionsbilanz. Je weniger Energie man etwa im sozialen Zusammenhang verbraucht, desto mehr bleibt für Wachstum oder Reproduktion verfügbar. 2) Setzen wir die ausgeschiedenen Stresshormonmetaboliten mit Verhalten in Beziehung. Dies erlaubt eine weitere Annäherung an individuelle Energiebilanzen, weil Glukokortikoide Energie für Verhalten mobilisieren. Daher sollten Individuen hormonelle Stressreaktionen sparsam einsetzen. 3) Herzschlagraten gelten als gutes Maß des Glukoseverbrauchs. Mit Hilfe von 25 frei lebenden, sozial intakten Gänsen, denen Herzschlagratentransmitter implantiert wurden, waren wir in der Lage gleichzeitig mit Verhalten Herzschlag aufzuzeichnen. Gleichzeitig speichern interne Datenlogger Minutenmittelwerte von Herzschlag und Körpertemperatur über 18 Monate. Trotz erheblicher zeitlicher Verzögerungen in der Erteilung der Tierversuchsgenehmigung, ziehen wir eine produktive Bilanz. Diese umfasst 17 Originalarbeiten in Peer reviewed Journalen, einen Buchbeitrag, 12 eingeladene Vorträge, 12 weitere Kongressvorträge und 16 Poster Präsentationen, sowie eine Reihe von populärwissenschaftlichen Beiträgen in diversen Medien. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Männchen etwa bis zu 50% ihrer Gesamtenergieausgaben im sozialen Bereich investieren müssen, dass Herzschlag zu einem größeren Ausmaß von sozialen Reizen, als von der physischen Aktivität moduliert wird, dass u.U. Zuseher von sozialen Interaktionen starke Herschlagratenreaktionen zeigen ("bystander-Effekte") und dass die von Primaten beschriebene "passive soziale Unterstützung" auch bei Gänsen Stresshormonreaktionen auf soziale Herausforderungen signifikant dämpfen können. Wir gehen davon aus, diese grundlegenden an den Graugänsen gefundenen Beziehungen zwischen der individuellen sozialen Einbettung und der physiologischer Energetik im Grunde für alle sozialen Wirbeltiere, einschließlich Mensch, gelten.