Aus dem Institut für Tierhaltung und Tierzüchtung der Universität Hohenheim Fachgebiet Nutztierethologie und Kleintierzucht Prof. Dr. W erner Bessei Untersuchungen zur Motivation zum Federfressen bei Legehennen DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Agrarbiologie vorgelegt der Fakultät der Agrarwissenschaften von Kirsten Andrea Häusler aus Stuttgart 2006 Tag der mündlichen Prüfung: 29.Januar 2007 1. Prüfer: Prof. Dr. W. Bessei 2. Prüfer: Prof.: Dr. E. von Borell 3. Prüfer: Dr. habil. K. Reiter Prodekan: Prof. Dr. W. Bessei - Inhaltsver zeichnis - Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ............................................................................................. 1 2 Literatur ................................................................................................ 2 2.1 Federpicken....................................................................................... 2 2.2 Stressbewältigungsstrategien............................................................ 5 2.3 Contrafreeloading-Phänomen ........................................................... 6 2.3.1 Sensorische Reize, welche als Sekundärverstärker fungieren können .......................................................................... 7 2.3.2 Art und Schwierigkeitsgrad des geforderten operanten Verhaltens ..................................................................................... 7 2.3.3 Angst vor unbekannten Objekten .................................................. 8 2.3.4 Contrafreeloading Contrafreeloading vs. Optimal Foraging als Ausdruck Theory - eines Anpassungsmechanismus ............................................................ 8 2.4 Methodischer Ansatz ......................................................................... 9 2.4.1 Wahlversuche ............................................................................... 9 2.4.2 Operante Konditionierung ........................................................... 10 2.4.2.1 Versuche zur operanten Konditionierung bei unterschiedlichen Nutztierarten.................................................... 12 2.4.2.2 Operante Konditionierung bei Legehennen.................................. 12 3 2.4.3 Verstärkungsshemata – reinforcement schedules ...................... 14 2.4.4 Wahl der Art der Belohnung ........................................................ 15 2.4.5 Gewöhnung und Anlernphase..................................................... 16 2.4.6 Auswertungsmöglichkeiten.......................................................... 17 Material und Methoden...................................................................... 19 - Inhaltsver zeichnis – 3.1 Wahlversuch 1................................................................................. 19 3.1.1 Tiere und Haltung........................................................................ 19 3.1.2 Versuchsanlage .......................................................................... 21 3.1.3 Gewöhnung an die Versuchsanlage ........................................... 26 3.2 Wahlversuch 2................................................................................. 27 3.2.1 Tiere und Haltung........................................................................ 27 3.2.2 Veränderungen ........................................................................... 27 3.3 Operante Konditionierung................................................................ 29 3.3.1 Anlernphase ................................................................................ 29 3.3.2 Testdurchführung ........................................................................ 32 4 Statistische Auswertung................................................................... 35 4.1 Wahlversuch.................................................................................... 35 4.2 Operante Konditionierung................................................................ 35 5 Ergebnisse ......................................................................................... 37 5.1 Ergebnisse Wahlversuch 1.............................................................. 37 5.1.1 Frei erreichbare Anordnung (Anforderung 1) .............................. 37 5.1.2 Lochplatte offen (Anforderung 2)................................................. 39 5.1.3 Unterschiede innerhalb der Line der HFP ................................... 41 5.1.3.1 Latenz und Häufigkeit .................................................................. 41 5.1.4 Aufnahme.................................................................................... 42 5.1.5 Unterschiede innerhalb der Linie der LFP ................................... 43 5.1.5.1 Latenz und Häufigkeit .................................................................. 43 5.1.5.2 Aufnahme..................................................................................... 45 5.2 5.2.1 Ergebnisse Wahlversuch 2.............................................................. 46 Unterschiede zwischen den unterschiedlichen - Inhaltsver zeichnis – Anforderungen innerhalb der Linie der HFP................................ 50 5.2.2 Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Anforderungen innerhalb der Linie der LFP ................................ 53 5.3 Ergebnisse Versuch Skinnerbox ..................................................... 56 5.3.1 Ergebnisse Fixed Ratio (FR) ....................................................... 56 5.3.1.1 Durchgänge FR mit Futter............................................................ 56 5.3.1.2 Durchgänge FR mit Mehlwürmern ............................................... 58 5.3.1.3 Ergebnisse Progressive Ratio (PR).............................................. 60 5.3.1.4 Maximale Anzahl von Pickschlägen ............................................. 61 5.3.1.5 Mittlere Anzahl von Pickschlägen................................................. 63 6 Diskussion ......................................................................................... 65 6.1 Wahlversuche.................................................................................. 66 6.2 Operante Konditionierung................................................................ 69 7 Zusammenfassung ............................................................................ 74 8 Summary ............................................................................................ 77 9 Abbildungsverzeichnis ..................................................................... 79 10 Tabellenverzeichnis........................................................................... 81 11 Literaturverzeichnis........................................................................... 83 12 Anhang .................................................................................................. I - Einleitung– 1 Einleitung Heutzutage stellt das Federpicken in der Legehennenhaltung ein schwerwiegendes Problem dar, welches sowohl tierschutzrelevante, als auch ökonomische Konsequenzen mit sich bringt. Eine schlechte Befiederung der Tiere führt zu verstärktem Wärmeverlust und einem daraus resultierenden erhöhten Erhaltungsbedarf. Der erhöhte Energiebedarf der Tiere muss über eine vermehrte Futteraufnahme kompensiert werden (Tauson und Svensson, 1980; Appleby und Hughes, 1991). Die Forschung nach den Ursachen des Federpickens tritt seit Jahrzehnten auf der Stelle. Bisherige Forschungsergebnisse und Erfahrungen haben gezeigt, dass Federpicken durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden kann. Eine besondere Bedeutung wird in diesem Zusammenhang der Exploration und dem Futteraufnahmeverhalten zugeschrieben. Über Jahrzehnte hinweg wurden verschiedene Motivationsmodelle entwickelt. Die in der Praxis gefundenen Ergebnisse konnten jedoch noch nicht zufrieden stellend beantwortet werden. Obwohl Federpicken in zahlreichen Untersuchungen im Zusammenhang mit der Motivation zur Futteraufnahme und der Futtersuche beschrieben wurde, fehlen bisher gezielte Versuche zur Erfassung der Motivation. Die Informationen wurden meist aus der Haltung von Hühnern in komplexen Systemen mit unterschiedlicher Fütterung und unterschiedlichem Reizangebot gezogen. In den letzten Jahren hat sich die experimentelle Basis der Motivationsuntersuchungen weiter entwickelt. Dabei werden in erster Linie Präferenztests eingesetzt, um die relative Bedeutung bestimmter Umweltreize oder Futterangebote zu bestimmen (Duncan, 1992). Zur Bewertung der Stärke der Motivation für bestimmte Objekte hat sich die operante Konditionierung bewährt (Dawkins, 1980; Matthews und Ladewig, 1994). Seite 1 - Einleitung– Ziel dieser Arbeit ist es, zur Klärung folgender Fragestellungen beizutragen: • bestehen Unterschiede im Explorationsverhalten und der Motivation zum Federfressen bei Tieren zweier unterschiedlicher Linien, welche auf hohe (HFP) und schwache (LFP) Federpickaktiviät selektiert wurden • kann mit Hilfe der operanten Konditionierung festgestellt werden, ob die Tiere bereit sind für Federn zu arbeiten • und wenn ja, wie hoch ist die Bereitschaft, gemessen an der Anzahl von Pickschlägen, Trogöffnungen, sowie der Aufnahme von Federn Seite 2 - Literatur – 2 2.1 Literatur Federpicken Die Forschung nach den Ursachen des Federpickens tritt seit Jahrzehnten auf der Stelle. Zwar wurden verschiedene Motivationsmodelle entwickelt, jedoch scheint keines von ihnen, die in der Praxis gefundenen Ergebnisse, zu erklären. Federpicken stellt ein Hauptproblem in der Legehennenhaltung dar (Appleby und Hughes, 1991). In Hinblick auf Tierschutz, Tiergesundheit und Wirtschaftlichkeit können sich beachtliche Probleme ergeben. Die Folgen des Federpickens sind erhöhte Federverluste, erhöhte Krankheitsanfälligkeit, schlechtere Futterverwertung und höhere Mortalität (Tauson und Svensson, 1980). Federpicken ist als nicht aggressives Picken am Gefieder des Artgenossen definiert. Dabei nähert sich die pickende Henne von hinten oder von der Seite, wobei Kopf und Schwanz leicht abgesenkt sind. Mit beiden Augen wird dann eine Feder anvisiert und mehr oder weniger stark bepickt (Bessei, 1983; Wennrich, 1975). Oftmals unterbleibt die Ausweichreaktion der bepickten Henne, obwohl angenommen werden kann, dass der Verlust der Feder schmerzvoll ist (Gentle und Hunter, 1991). Die auf Artgenossen gerichteten Pickaktivitäten können in das agonistische Picken, Picken von Partikeln an Artgenossen und in reines Federpicken unterteilt werden, wobei es sich nur beim Federpicken um eine Verhaltensstörung handelt (Baum, 1994). Im Zusammenhang mit Federpicken, bei dem die Federn bepickt und manchmal ausgerissen und sogar aufgefressen werden, entstehen oftmals neben Gefiederschäden auch Verletzungen des Integumentes. Verletzte Tiere werden häufig im Rahmen des Kannibalismus zu Tode gepickt (Blokhuis und Wiepkema, 1998). Nach Baum (1994) wird angenommen, dass Hühner eine gewisse Pickaktivität pro Tag absolvieren Seite 2 – Literat ur – müssen. Kann diese nicht befriedigt werden, muss die „überschüssige“ Pickaktivität an anderer Stelle kompensiert werden. Dabei kommt es zu einer „Schwellenwertsenkung“ im Funktionskreis Nahrungsaufnahme gegenüber „ungeeigneten Objekten“ und zum Bepicken der Federn. Diese Theorie wird hauptsächlich durch Ergebnisse gestützt, die gezeigt haben, dass die Fütterung von Legehennen mit pelletiertem Futter zu erhöhtem Federpicken und Kannibalismus führen (Lindberg und Nicol, 1994; Norgaard-Nielsen, 1986; Norgaard-Nielsen, 1989; Savory und Hetherington, 1997; Savory und Mann, 1999). Blokhuis (1989) und Blokhuis und Arkes (1984) führen Federpicken auf ein fehlgeleitetes Explorationsverhalten zurück. Diese Hypothese ist durch die Tatsache gestützt, dass geeignete Einstreumaterialien während der Aufzucht das Federpicken bei Legehennen reduzieren (Blokhuis und van der Haar, 1992; Huber-Eicher und Wechsler, 1998). Davon ausgehend wurden verschiedene Experimente durchgeführt, in denen Hühnern verschiedene Strukturen oder Materialien zur Exploration bzw. zur Beschäftigung angeboten wurden. In einem Teil dieser Untersuchungen wurde in Folge dessen reduziertes Federpicken festgestellt (Huber-Eicher und Wechsler, 1998). Im Gegensatz dazu stellten Bilcik und Keeling (2000), Channing et al. (1999), Hansen und Braastad (1994), Rodenburg et al. (2003) fest, dass Legehennen, die eine hohe Aktivität in bezug auf Federpicken aufwiesen, auch eine höhere Pickaktivität gegenüber anderen unbelebten Objekten, d.h. Exploration, zeigten. Sie schlossen daraus, dass die zum Federpicken neigenden Hennen eine höhere Motivation zum Picken im Allgemeinen darboten. Seite 3 – Literat ur – Eine weitere Hypothese führt Federpicken auf ein fehlgeleitetes Picken beim Staubbadeverhalten zurück (Vestergaard und Lisborg, 1993) zurück. Diese Hypothese wird aber sehr kontrovers diskutiert (Green et al., 2002). Folgt man diesen Modellen, so geht man davon aus, dass Federpicken bei der Bereitstellung von geeignetem Substrat zum Picken nicht auftritt. Jedoch wird das Problem auch unter Bedingungen, wie z. B. in der Auslaufhaltung beobachtet, welche ein reichhaltiges Angebot zur befriedigung der Pickaktivität aufweist (Green et al., 2000; Kjaer und Vestergaard, 1998; Koene, 1999). Ein wichtiger Faktor, ob Federpicken im späteren Leben der Hühner auftritt, kann durch die Haltungsbedingungen der ersten Lebenstage der Hühner beeinflusst werden. Fehlt in dieser Phase ein geeignetes Substrat unter geeigneten Bedingungen, so scheint eine Art Fehlprägung auf Federn als Pickobjekt stattzufinden. Die Staubbade-Hypothese macht das Fehlen eines geeigneten Sandbadematerials in der frühen Ontogenese der Küken für das Auftreten von Federpicken sandbademotiviertes ursächlich Bodenpicken an das verantwortlich. Gefieder der So wird Artgenossen umorientiert, woraus sich das Federpicken entwickelt (Vestergaard et al., 1993). Obwohl Federpicken in zahlreichen Untersuchungen im Zusammenhang mit der Motivation zur Futteraufnahme und der Futtersuche beschrieben wurde, fehlen bisher gezielte Versuche zur Erfassung der Motivation. Die Informationen wurden meist aus der Haltung von Hühnern in komplexen Systemen mit unterschiedlicher Fütterung und unterschiedlichem Reizangebot gezogen. In den letzten Jahren hat sich die experimentelle Basis der Motivationsuntersuchungen weiter entwickelt. Dabei werden in erster Linie Präferenztests eingesetzt, um die relative Bedeutung bestimmter Umweltreize oder Futterangebote zu bestimmen. Zur Bewertung der Stärke der Motivation für bestimmte Objekte hat sich die operante Konditionierung bewährt (Dawkins, 1980; Matthews und Ladewig, 1986). Seite 4 – Literat ur – 2.2 Stressbewältigungsstrategien Stress ist ein integraler Bestandteil des Lebens, und alle Lebewesen haben im Verlauf der Evolution entsprechende Bewältigungsmechanismen entwickelt. Der Erfolg einer solchen Stressbewältigung wird daher in den meisten Definitionen, in Relation zur Aufrechterhaltung der Homöostase und Gewährleistung der Fitness der Organismen gesetzt (Manteufel und Puppe, 2000). Daraus lässt sich ebenfalls ableiten, dass Stress nicht nur negative Konsequenzen haben muss, sondern auch Vorteile für den Organismus bringt. Zulkifli und Siegel (1995) konnten feststellen, dass erfolgreiche Stressbewältigung psychophysiologisch durchaus positive Auswirkungen auf den Organismus hat. Das Stresskonzept von Walter B. Cannon und Hans Selye am Anfang des vorigen Jahrhunderts entscheidend geprägt, ist mittlerweile mehrfach weiterentwickelt und erweitert worden (von Holst, 1998; von Borell, 2000). Hinsichtlich der Thematik des vorliegenden Beitrages scheinen zwei Ansätze von besonderer Bedeutung. Aktive und passive Coping-Mechanismen können als Antwort auf chronischen Stress beobachtet werden (Henry und Stephens, 1977; Korte et al., 1997; Koolhaas et al., 1999). Während der Versuch über aktives Verhalten (‘fightflight’) die Vorhersagbarkeit (‘predictability’) und Kontrolle (‘controllability’) einer Situation aufrechtzuerhalten, welches in erster Linie durch Hormone des Sympatho-Adrenomedullären-Systems (z.B. Adrenalin oder Noardrenalin) begleitet wird, ist die passive Verhaltensantwort (‘depression’) eher mit Kontrollverlust und Hormonausschüttungen des Hypothalamo-HypophysenNebennierenrinden-Systems (z.B. Corticosteroide) verbunden. Im Zusammenhang mit Federpicken und Stressbewältigungsstrategien konnten Korte et al. (1997) feststellen, dass sich die auf hohe Federpickaktivität selektierte Linie (HFP) durch einen höhere neurosympathische Aktivität und einen niedrigeren Corticosteriod-Level, der auf niedrige Federpickaktivität (LFP) selektierten Linien, unterschied. Seite 5 – Literat ur – 2.3 Contrafreeloading-Phänomen Contrafreeloading (CFL) beschreibt die Bereitschaft von Tieren zur Ausführung von Tätigkeiten oder Erfüllung von Aufgaben (Handlungen), um eine Belohnung in Form von, z. B. Futter zu erhalten, obwohl die Belohnung auch ohne vorherige `Tätigkeit´ oder Erfüllung der gestellten Aufgabe erhalten werden könnte (Lindqvist et al., 2002). Nach Taylor (1972) gibt es im Zusammenhang mit dem Phänomen des CFL zwei unabhängige, trotz allem miteinander verwandte Tatsachen, die die Ergebnisse maßgeblich beeinflussen können. Einerseits spielen die Bedingungen unter welchen das Tier bereit ist für Futter zu arbeiten eine Rolle, obwohl eben dieses gleichzeitig frei zugänglich angeboten wird. Andererseits stellt sich die Frage, ob Tiere es sogar bevorzugen für Futter zu arbeiten, wenn frei zugängliches Futter angeboten wird. Das Phänomen des CFL wurde bei Hühnern zum ersten Mal in Versuchen von Duncan und Hughes (1972) beschrieben. Dabei wurde den Hühnern unter fünf unterschiedlichen Bedingungen in der Skinner-Box, sowohl frei zugängliches Futter angeboten, als auch ausschließlich nach operanter Handlung (Picken auf Pickscheibe) erreichbares Futter angeboten. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Tiere bereit waren für dasselbe Futter, welches frei erreichbar in der Skinnerbox aufgestellt war, zu arbeiten. Die prozentuale Aufnahme des erarbeiteten Futters stieg mit jedem weiteren Durchgang den die Tiere absolvierten. Erstaunlicherweise erzielten die Tiere die höchste Anzahl von Pickschlägen während der Phase, als die Tiere keine Belohnung in Form von Futter für ihre geleistete Arbeit erhielten. Im Folgenden sollen die in der Literatur beschrieben, fünf unterschiedliche Erklärungsversuche dargestellt werden und anhand von Versuchen mit unterschiedlichen Tierarten veranschaulicht werden. Seite 6 – Literat ur – 2.3.1 Sensorische Reize, welche als Sekundärverstärker fungieren können Alferink et al. (1973) boten in Versuchen mit Tauben eine beleuchtete Pickscheibe an. Erfolgte eine veränderte Beleutung der Pickscheibe nach dem Pickschlag, so konnte festgestellt werden, dass die Tiere häufiger für die Belohnung arbeiteten, als das frei zugängliche Futter zu wählen. Trat keine farbliche Veränderung der Pickscheibe nach einem Pickschlag auf, so konnte eine starke Abnahme der Aktivität hinsichtlich der Bereitschaft für Futter zu arbeiten, beobachtet werden. Kacelnik und Marsh (2002) konnten in Versuchen mit Staren ähnliche Beobachtungen machen. Die Stare mussten eine Strecke zurücklegen, nachdem sie entweder eine Strecke von 16-mal 1m (hoher Aufwand) oder 4-mal 1m (niedriger Aufwand) lange Strecke zurückgelegt hatten, zwei verschiedenfarbige Pickscheiben angeboten. Nach erfolgtem Picken auf die Pickscheibe erhielten die Tiere eine identische Futterbelohnung. Wurden den Tieren anschließend, ohne dafür fliegen zu müssen, dieselben zwei verschiedenfarbeigen Pickscheiben angeboten, so wählten sie häufiger die Pickscheibe mit der Farbe, für sie zuvor die längere Strecke zurücklegen mussten. Es schien, als ob die Farbe der Pickscheibe, im Zusammenhang mit dem höheren zu leistendem Aufwand aus dem vorangegangenen Versuch, als sekundärere Verstärker auf die Tiere wirkte. 2.3.2 Art und Schwierigkeitsgrad des geforderten operanten Verhaltens Als weiterer Faktor hinsichtlich des Einflusses operanter Stimuli, können neben sensorischen Reizen, auch die Art und/oder der Schwierigkeitsgrad der zu leistenden Arbeit haben. Carder und Berkowitz (1970) testeten Ratten in einer Skinnerbox. Um an Futter zu gelangen, wurde den Ratten beigebracht einen Hebel zu drücken. Die Häufigkeit, mit der der Hebel gedrückt werden musste, d.h. der Arbeitsaufwand der geleistet werden musste, entwickelte sich dabei zu einem entscheidenden und limitierenden Faktor. Seite 7 – Literat ur – Die Ergebnisse zeigten, dass bei einer FR 1 (ein Hebeldruck pro Belohnung) im Vergleich zu FR 2, die Wahl der Ratten nur noch in 80% der Fälle auf das zu erarbeitende Futter, im Vergleich zum frei zugänglichen Futter fiel. Steigerte man die FR weiter auf 10-mal Taste betätigen pro Belohnung, so wählten die Ratten das zu erarbeitende Futter nur noch in 30% der Fälle. 2.3.3 Angst vor unbekannten Objekten Eine dritte mögliche Ursache des Phänomens des CFL könnten, die in Versuchen von Mitchell et al. (1974) mit Ratten beobachteten Neophobien sein. Die Ratten wurden in den Versuchen mit Futterbehältern konfrontiert, welche sie vorher nicht gekannt hatte und diese scheinbar aus diesem Grund mieden. Wichtig ist es daher bei der Planung der Versuchsanordnung den Tieren eine ausreichend lange Angewöhnungsphase an die Testsituation und die Umgebung zu gewähren. 2.3.4 Contrafreeloading vs. Optimal Foraging Theory - Contrafreeloading als Ausdruck eines Anpassungsmechanismus Des Weiteren können das Vorhandensein und die Verfügbarkeit von Futterressourcen einen großen Einfluss auf das Explorationsverhalten haben. Dieses Verhalten ist in der Natur, aufgrund sich ändernder Umweltbedingungen, ständigem Wandel unterzogen. Jede Spezies unterliegt einem gewissen Evolutionsdruck, der eng mit der Suche nach Futter und möglichen alternativen Futterangeboten gekoppelt ist (Krebs und McCleery, 1994). Inglis et al. (1997) wiesen in ihrem Erklärungsansatz darauf hin, dass darin ein gesteigertes Interesse für das zu erarbeitende Futter liegen könnte. Kann sich eine Spezies durch erfolgreiches Explorationsverhalten neue oder veränderte Futterressourcen zu nutze machen, so kann dieses maßgeblich zur Verbesserung der Lebensbedingungen und der Überlebensmöglichkeiten dieser Spezies beitragen. Lindquist et al. (2002) konnten bei Versuchen mit Red Jungle Fowl und Weißen Leghorn Hennen festgestellt werden, dass Red Jungle Fowl mehr CFL zeigten. Man darf dabei jedoch nicht außer Acht lassen, dass sich die Tiere nur bis zu Seite 8 – Literat ur – einem gewissen Grad, veränderten Umweltbedingungen anpassen können. Forkman und Haskell (1999) stellte in ihren Versuchen fest, dass je ungewisser die Umgebung für die Tiere gestaltet wurde, das beobachte CFL-Verhalten in seiner beobachteten Häufigkeit abnahm, da die Tiere mehr Zeit investieren mussten um auf die Reize der Umgebung zu reagieren. Ebenso wie die tierartspezifischen Eigenheiten, haben Aufzucht - und Haltungsbedingungen einen wesentlichen Einfluss auf das Verhalten unter Versuchsbedingungen. Je reizärmer die Tiere aufgezogen wurden, desto mehr Explorationsverhalten konnte bei Versuchen mit unbekannten Stimuli beobachtet werden (Tarte und Snyder, 1972). 2.4 Methodischer Ansatz 2.4.1 Wahlversuche Die einfachste Art die Präferenz eines Tieres anschaulich zu machen, ist der Wahlversuch. Hierbei wird dem Tier die Wahl zwischen mindestens zwei unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten gegeben wird. Wahlversuche sind wertvoll, um eine erste Einschätzung der Prioritäten eines Tieres zu geben (Duncan 1992). Sie sind praktisch, einfach in der Durchführung und weitestgehend gültig, wenn die Tiere in ihrer normalen Haltungsumgebung getestet werden (Fraser and Matthews, 1997). Wahlversuche wurden schon verbreitet in der Tierproduktion eingesetzt, um festzustellen, ob bestimmte Bedürfnisse hinsichtlich der Haltungsumgebung der Tiere bestehen, manchmal auch mit nicht ganz eingängigen Ergebnissen. Bei Versuchen mit Hühnern konnte festgestellt werden, dass die Tiere Bodenarten bevorzugten die sie aus der Haltung in Käfigen kannten, allerdings von wissenschaftlichen und landwirtschaftlichen Beratern nicht empfohlen wurden (Hughes und Black, 1973). Gleichsam verhielt es sich, wenn den Tieren ein Auslauf geboten wurde, dieser wurde nur genutzt, wenn die Tiere schon im Voraus Erfahrungen damit gemacht hatten (Dawkins, 1976). Seite 9 – Literat ur – 2.4.2 Die Operante Konditionierung Methode der operanten Konditionierung kommt häufig in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung zum Einsatz. Tränke- oder Futtersysteme können so ohne großen personellen Aufwand von den Tieren selbst bedient werden, z.B. durch Drücken eines Hebels, um an Wasser zu gelangen. Das Prinzip, welches dahinter steckt, wurde erstmals von Thorndike (1932) als das „Gesetz der Auswirkung“ beschrieben. Vereinfacht beschreibt Angermeier (1976) das Gesetz der Auswirkung als: „Belohnungen, die dem Verhalten folgen stärken dieses, Bestrafungen schwächen es ab“. Thorndike war es auch, der als erster einfache Apparate konstruierte, welche zur Untersuchung operanten Verhaltens (Katzen) führten. Thorndike ging jedoch davon aus, dass der Reiz immer vor der Reaktion auftritt. Nach Skinner (1938) existieren jedoch zwei unterschiedliche Arten von Verhalten. Daraus leitete er zwei unterschiedliche Arten des Lernens ab. Als „respondes Verhalten“ beschreibt er dabei das Verhalten, welches auf einen Reiz folgt. Zum anderen beschreibt er Verhaltensweisen, die spontan auftreten und aktiv von einem Organismus produziert werden (z.B. Picken, Laufen.) Diesen Verhalten nennt Skinner operantes Verhalten. Zur Erklärung von Lernen, welchem ein respondes Verhalten vorausgeht, dient das Model der klassischen Konditionierung. Dieses erklärt jedoch nicht, wie das Verhalten, welches auf dem operanten Verhalten basiert, zustande kommt. Aufgrund dessen entwickelte er die Theorie des operanten Konditionierens, die an Thorndike anknüpft. Tritt operantes Verhalten auf, so gibt es zwei Möglichkeiten: 1. Verstärkung: Verhalten wird belohnt, d.h. das nach der Reaktion ein Reiz (Belohnung) auftritt, welcher die Auftretenswahrscheinlichkeit der Reaktion erhöht 2. Bestrafung: Verhalten wird nicht belohnt, das führt dazu, dass die Seite 10 – Literat ur – dargebotene Reaktion weiterhin unvorhersagbar auftritt oder komplett wegfällt Wird ein Verhalten verstärkt, so kann dies auf zwei verschieden Arten erfolgen: Eine Reaktion kann positiv oder negativ verstärkt werden. Ein positiver Verstärker ist ein Reiz, der die Wahrscheinlichkeit des Wiederauftretens der Reaktion erhöht. Ein negativer Verstärker hingegen ist ein Reiz, welcher nach der Reaktion aus der Situation entfernt wird, und dadurch das Wiederauftreten des Verhaltens erhöht (Beispiel dafür kann ein leicht unter Strom gesetzter Gitterboden sein, der nach Betätigung eines Hebels kurzzeitig ausgesetzt wird). Bestrafung hingegen bewirkt das Ausbleiben des Verhaltens oder das Meiden der Situation. Skinner konstruierte eine spezielle Versuchsapparatur, die so genannte Skinnerbox (siehe Abb 2-1). Erfolgt eine operante Handlung (response) des Tieres auf den Hebel, so erfolgt die Belohnung aus dem Futterdispenser. Abbildung 2-1: Schematische Darstellung der Skinnerbox (Quelle: wikipedia) In der Ethologie werden Versuche mit Hilfe der operanten Konditionierung häufig für Fragen der Bedarfsdeckung und zur Motivationsanalyse eingesetzt. Seite 11 – Literat ur – Überdies können wichtige Anhaltspunkte geliefert werden, welche im Zusammenhang mit tierschutzrelevanten Fragestellungen hinsichtlich der artgerechten Haltung von Nutztieren auftreten In der Literatur können dazu Untersuchungen zu unterschiedlichsten Verhaltensweisen und für unterschiedliche Tierarten gefunden werden. 2.4.2.1 Versuche zur operanten Konditionierung bei unterschiedlichen Nutztierarten In einer Zusammenstellung von Kilgour et al. (1991) zur Nutzung operanter Techniken zur Lösung von Problemen bei der Haltung landwirtschaftlicher Nutztiere werden Anwendungsgebiete für Rinder, Hunde, Ziegen, Hühner, Pferde, Schweine und Schafe beschrieben. Mit Hilfe der operanten Konditionierung können ebenfalls sensorische Fähigkeiten unterschiedlicher Tierarten überprüft werden (Arave, 1996). Cooper und Mason (2001) testeten Nerze mit Hilfe der operanten Konditionierung, um festzustellen wie hoch ihr Bedarf nach unterschiedlichen Verhaltenselementen oder Strukturen sei. Kienle (1993), Bessei und Rivatelli (1997), Scheffler (2004) und Jezierski et al. (2005) machten mit Hilfe der operanten Konditionierung Versuche zur Ermittlung des Raumbedarfs und zur Nutzung von unterschiedlichen Umweltstrukturen bei Mastkaninchen. 2.4.2.2 Operante Konditionierung bei Legehennen Anders als bei der operanten Konditionierung bei Kaninchen, Ratten oder Nerzen, denen als Manipulandum eine Taste präsentiert wird, benutzt man in Versuchen mit Hühnern eine Pickscheibe (Dawkins und Beardsley, 1986). Diese Pickscheibe wird in der Regel auf Kopfhöhe in der Testkammer angebracht. Um eine Belohnung zu erhalten, müssen die Hennen mittels Pickschlag (operante Handlung) eine Wirkreaktion (response) auslösen und erhalten im Anschluss darauf eine Belohnung (reinforcement). Duncan und Hughes (1972) führten mit Hühnern Versuche durch, bei denen die Tiere sich mittels eines operanten Mechanismus Zugang zu einem Futtertrog verschaffen konnten. Seite 12 – Literat ur – Faure und Lagadic (1994) entzogen ihren Legehennen vor den Versuchen in der operanten Konditionierung das Futter (0h, 12h und 24h). Die Tiere konnten an Trögen, welche unterschiedlichen Windstärken ausgesetzt waren, fressen. Sie konnten dabei feststellen, dass die Motivation mit ansteigender Dauer des Futterentzugs unterschiedliche deutlich zunahm. Einstreuarten Untersuchungen wurden von zur Gunnarson Präferenz et al. für (2000) durchgeführt. Ziel dieser Untersuchungen ist es, die Motivation der Tiere zu ermitteln, in dem man die Arbeit zu erhöhen, die die Tiere leisten müssen um den entsprechenden Verstärker/Belohnung zu erhalten. Seite 13 – Literat ur – 2.4.3 Verstärkungsschemata – reinforcement schedules Lattal (1991) schrieb, das Verstärkungsschemata Vorschriften dafür sein sollen, wann Belohnungen zeitlich und in Beziehung zum gewünschten Verhalten eingesetzt werden können. Es gibt unterschiedliche Arten von Vorschriften und diese Unterschiede dienen dazu, die kontrollierenden Einflüsse der Belohnung auf das Verhalten verständlich zu machen. Bei der Anwendung von Versuchen zur operanten Konditionierung gibt es unterschiedliche Arten die gewünschte Wirkreaktion (operantes Verhalten (W); responses) zu verstärken. Im Folgenden werden die zwei Arten von Verstärkungsschemata näher beschrieben werden, welche in gegenwärtiger Arbeit zur Anwendung kamen. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass es noch weitere Arten der Häufigkeitsverstärkung im Zusammenhang mit der operanten Konditionierung gibt. Die einfachste Art eines Verstärkungsschemas ist die regelmäßige Häufigkeitsverstärkung auch „fixed ratio- reinforcement“ (FR) genannt. Bei einer FR 1 wird in einem Testdurchgang jede Wirkreaktion (Picken auf Pickscheibe) sofort im Anschluss mit einem Verstärker (verstärkender Reiz; reinforcement) belohnt. Dabei handelt es sich um eine Immerverstärkung (Angermeier, 1976). Die Wahrscheinlichkeit, dass die gewünschte Reaktion (operantes Verhalten) auftritt, wird durch die Belohnung gesteigert. Ist die Wirkreaktion beim Tier gefestigt, wird davon ausgegangen, dass man die FR solange erhöhen kann, bis die gewünschte Reaktion vom Tier ausbleibt. Dadurch lassen sich der Bedarf des Tieres und seine Motivation zu handeln ins Verhältnis setzen. Eine Erhöhung der FR erfolgt nach jedem Testdurchgang. Bei Versuchen von Gunnarson et al. (2000) wurden die Tiere auf ihre Präferenz für verschiedene Einstreuarten mit ein Häufigkeitsverstärkung von FR 5 bis zu FR 200 getestet. Seite 14 – Literat ur – Das zweite Verstärkungsschema der Häufigkeitsverstärkung regelmäßige (fixierte) Intervallverstärkung, auch „progressive ratio - reinforcement“ (PR) genannt. Bei einer PR wird die Anzahl der gewünschten Wirkreaktionen progressiv, d.h. mit ansteigender FR innerhalb eines Testdurchgangs (nach zuvor festgelegtem Schema), erhöht. Zum Beispiel testeten Foster et al. (1997) Legehennen sowohl bei einer FR, als auch unter einer PR, um Bedarfskurven für Futter erstellen zu können. Nachdem die Tiere erfolgreich an die Prozedur mit FR angelernt wurden, wurden sie im Anschluss in weiteren Testdurchgängen mit einem PR-Schema gestestet. Dabei wurde die FR immer in Fünfer-Schritten erhöht (FR5, FR10, FR15 bis FR30). In Versuchen mit Rhode Island Legehennen (Baes, 2005), mussten die Tiere innerhalb eines Durchgangs von 3-mal FR1 bis zu 3-mal FR30 picken (Erhöhung der FR erfolgte immer in 5-er Schritten), um eine Belohnung in Form von Futter, Federn oder Späne zu erhalten. FR-Schemata kommen häufig bei Versuchen mit Labortieren, wie Ratten oder Mäusen zum Einsatz (Baron und Derenne, 2000; Baunez et al., 2002). Der Punkt an dem die Anforderung zu hoch für die Tiere wird, um sie zu erfüllen wird als `Breaking Point´ bezeichnet. 2.4.4 Wahl der Art der Belohnung Um eine hohe Anzahl von operanten Handlungen vom Tier zu gewährleisten und ein Minimum an Stress bei dem Tier zu erzeugen, haben Bruce et al. (2003) Untersuchungen zu bevorzugten Belohnungen im Zusammenhang mit der operanten Konditionierung durchgeführt. Die Motivation der Tiere zu steigern kann z. B. anhand von Futterentzug erfolgen. Dieser Futterentzug bedeutet für die Tier indes einen weiteren, nicht zu vernachlässigenden Stressfaktor. Hinzu kommen die die Testumgebung, welche für sich schon einen gewissen Stressfaktor für das Tier darstellen. Um die Stressfaktoren zu minimieren, wurden Legehennen auf ihre Präferenz für Mehlwürmer, ganze Weizenkörner oder Futterpellets getestet. Seite 15 – Literat ur – Es konnte festgestellt werden, dass die Tiere eine hohe Präferenz für Mehlwürmer, auch ohne Futterdeprivation, zeigten (Bruce et al. 2003). 2.4.5 Gewöhnung und Anlernphase Die Anlernphase bildet das Kernstück eines operanten Versuchs. Es ist eine äußerst sensible Phase und sollte je nach Tierart und auch individuell auf jedes Tier angepasst werden. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass die Tiere vor dem Hauptversuchsphase allzeit auf dieselbe Art und von derselben Person in die Versuchskammer eingesetzt werden. Während des Versuchs sollte ebenfalls auf unbekannte Gegenstände (´novel objects´) verzichtet werden. Für die Anlernphase in der operanten Konditionierung gibt es unterschiedliche Methoden, dazu gehören z.B. das Autoshaping und das Handshaping. Beim „Autoshaping“ werden die Tiere in die Versuchskammer eingesetzt und es wird abgewartet, bis das Tier von selber anfängt das gewünschte operante Verhalten (Hebel drücken, picken auf Pickscheibe) auszuführen. Etwas anders verhält es sich bei der Methode des „Handshaping“, bei welcher es sich um eine in unterschiedliche Phasen eingeteilte Annäherung an das operante Verhalten handelt. Es geht darum alle Verhaltensweisen, die in Richtung der operanten Handlung gehen, zu belohnen. Es sollte darauf geachtet werden, dass das Tier an die Versuchskammer gewöhnt ist und deren Ausstattung bekannt ist. Sobald das Tier sich in Richtung der Pickscheibe bewegt oder seinen Blick danach richtet, erfolgt eine Belohnung. So soll das Tier sukzessive an die operante Handlung herangeführt werden und sie nach kurzer Zeit selber bewältigen können. Seite 16 – Literat ur – 2.4.6 Auswertungsmöglichkeiten In der Literatur wurde bezüglich der Evaluation von Daten aus der operanten Konditionierung häufig die Erstellung von Nachfragesättigungskurven herangezogen. Die Betrachtungsweise der Nachfragesättigung wurde der Human-Mikroökonomie entliehen und sollte es ermöglichen, eine aussagefähige Auswertungsmöglichkeit für den Nutzen zur Wahl gestellter Ressourcen zu liefern (Rachlin und Baum, 1972; Lea, 1978; Dawkins, 1983). Anders als in der Human-Mikroökonomie wird in der Ethologie dabei der Preis auf der y-Achse und die Anforderung auf der x-Achse, nach vorheriger logarithmischer Transformation, gegeneinander aufgetragen (Lea, 1978; Matthews und Ladewig, 1994). Von Dawkins (1990) wurden dazu zwei Arten der Messung von verhaltensbedingten Elastizitäten vorgeschlagen: • die Preiselastizität des Bedarfs - sie gibt an, wie stark sich eine Preisänderung bei einer Belohnung auf die Nachfrage auswirkt • Einkommenselastizität der Nachfrage - misst das Verhältnis zwischen einer Änderung in der verlangten Anforderung und einer Änderung der Belohnung. Am häufigsten wird die Methode der Preiselastizität des Bedarfs in der Literatur beschrieben. Eine weitere Möglichkeit die Motivation für angebotene Ressourcen zu arbeiten wurde von Kirkden (1999) vorgeschlagen. In diesem Ansatz wird nicht die Kurve an sich genommen, sondern die Fläche unter der Kurve. Kritisiert wurde in diesem Zusammenhang allerdings die Überbewertung von Ressourcen, welche einen hohen Zeitaufwand, bei niedrigem Preis aufweisen gegenüber denen, die wenig Zeitaufwand benötigen, bis eine Sättigung des Bedarfs eintritt. Seite 17 – Literat ur – Zu einer Verzerrung der Ergebnisse aus operanten Versuchen kann es kommen, wenn versucht wird den Bedarf an unterschiedliche Ressourcen, welche nicht denselben Stellenwert für das Tier besitzen, zu ermitteln. Larkins und McFarlane (1978) weisen darauf hin, dass man immer einen adäquaten Preis für die Aufnahme wählen sollte, sowie dass es häufig zu einer nicht passenden Wahl der Belohnung kommen kann. Mason et al. (1998) stellten eine Reihe möglicher Fehler bei der operanten Konditionierung zusammen. Als weiteres Maß der Motivation kann die Anzahl getätigter operanter Handlungen, die Anzahl der erfolgreichen Trogöffnungen und z.B. bei Fragestellungen zum Fressverhalten, die tatsächliche Aufnahme an Substraten sein. Ebenso kann neben der mittleren Anzahl getätigter Pickschläge auch die Erfassung der maximalen Anzahl von Pickschlägen herangezogen werden (Hodos, 1961) Seite 18 - Material und Methoden – 3 Material und Methoden 3.1 Wahlversuch 1 3.1.1 Tiere und Haltung Für den Versuch wurden 40, 19 Wochen alte Weiße Leghorn Hennen zufällig aus Tieren ausgewählt, welche aus über sechs Generationen auf hohe (HFP) und niedrige (LFP) Pickaktivität selektiert wurden. Die Tiere wurden während dieser sechs Generationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten und Altersabschnitten auf ihre Federpickaktivität hin beobachtet (Kjaer et al., 2001). Aus der Gesamtanzahl Tiere der jeweiligen Linen, wurden jeweils 30 weibliche und 8 männliche Tiere ausgewählt, die zur Vermehrung genutzt wurden. Selektionskriterium hierbei waren die Bouts des Federpickens pro Tier, pro Stunde. Der Schlupf der Tiere und ihre Aufzucht bis zur Auswahl für den Versuch erfolgte auf der Versuchsstation Unterer Lindenhof (Uni Hohenheim). Die Eintagsküken wurden mit Flügelmarken bemarkt. Die Tiere wurden in Bodenhaltung mit Sitzstangen auf Hobelspäne gehalten. Die Gruppengröße betrug 40 Tiere pro Abteil. Die Tiere wurden getrennt nach Linie aufgezogen. In jedem Abteil befanden sich drei Hähne. Die Fütterung während der Aufzucht entsprach praxisüblichen Vorgaben, ebenso wie das Beleuchtungsprogramm. Die Haltung der Tiere für den gegenwärtigen Versuch erfolgte ab der 19 ten Lebenswoche auf der Versuchstation Karlshof. Der Raum in dem sich die Tiere befanden war fensterlos und die Temperatur wurde konstant bei 20º C gehalten. Die Einrichtung des Raums in dem die Versuchstiere gehalten wurden, umfasste 48 Käfige in drei Etagen. Die Tiere wurden in Einzelkäfigen gehalten, welche die Maße 43 x 43 x 45 cm (l x b x h) hatten. Die Käfige wurden mit Sitzstangen aus Holz (Länge 20 cm), in einer Höhe von 10 cm über dem Käfigboden, ausgestattet. Seite 19 – Mater ial und Met hoden – Es wurde darauf geachtet, dass immer eine Henne der starken (HFP) Federpicker neben einer Henne aus der Gruppe der schwachen (LFP) Federpicker gesetzt wurde. Der Abstand zwischen den Käfigen betrug 10 cm. Um zu verhindern, dass die Tiere an das Gefieder des Nachbartieres, bzw. an dessen Futter gelangen konnten, wurden zwischen den Käfigen, in Höhe der Futtertröge, eine 0,5 cm dicke Spannplatten angebracht. Der Sichtkontakt zum Nachbartier war durch das Gitter der Käfige weiterhin uneingeschränkt möglich. Der Futtertrog wurde vor dem Käfig angebracht. Die Cuptränken befanden sich auf der gegenüberliegenden Seite des Käfigs. Zu dem Zeitpunkt, als die Tiere auf dem Versuchshof eingestallt wurden, betrug die Beleuchtungsdauer 10 Stunden. Bis zur 23. Lebenswoche wurde sie um 1 Stunde pro Woche auf 14 Stunden gesteigert. Die Beleuchtungsintensität lag zwischen 3 und 4 Lux. Spanplatte Sitzstange Abbildung 3-1: Haltung der Tiere in den Käfigen Die Tiere erhielten ad libitum konventionelles pelletiertes Legehennenfutter. Seite 20 – Mater ial und Met hoden – 3.1.2 Versuchsanlage Die Testarena hatte die Maße 150 x 100 x 75 cm (l x b x h) und wurde durch eine mit engmaschigem Drahtgitter bezogene Trennwand, in zwei gleich große Bereiche unterteilt. In einem Bereich befand sich das Testtier mit Zugang zu den Wahlmöglichkeiten, in dem anderen Bereich befand sich ein Artgenosse, mit Sichtkontakt zum Testtier, um ein soziales Umfeld zu schaffen. Kamera Trenngitter Tiernummer für Video Bereich für Testtier Bereich für Sozialpartner Abbildung 3-2.Testarena für Wahlversuche unterteilt in Bereich für Testtier und Bereich für Sozialpartner Beide Bereiche wurden von oben mit einem engmaschigen Drahtgitter abgedeckt. Da sich der Sozialpartner während der gesamten Durchgangsdauer in dem Bereich neben dem Testtier aufhielt, wurde dieser mit einer Tränke und einem Futtertrog ausgestattet (Abb. 3-2). Seite 21 – Mater ial und Met hoden – Im Wahlversuch wurden den Tieren Futterpellets, lose Federn und fixierte Federn mit steigendem Anforderungsprofil, hinsichtlich der Erreichbarkeit, präsentiert. Das Anforderungsprofil wurde in drei Schwierigkeitsgrade (leicht, mittel und schwer erreichbar) unterteilt, welche im Folgenden näher beschrieben werden. In jeder der drei Anforderungen wurde zusätzlich zu den Substraten jeweils ein unbefülltes Schälchen, bzw. Loch angeboten (Tab. 3-1). Tabelle 3-1: Anforderung, Erreichbarkeit, Zugang und Befüllung der Wahlmöglichkeiten, für Hennen, welche auf hohe (HFP) und niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, im Wahlversuch mit durchsichtigen Vorhängen präsentiert wurden Anforderung Erreichbarkeit Zugang jeweils 1 leicht Wahlmöglichkeit 1 Schälchen auf Futterpellets, lose und fixierte Boden, sowie fixierte Federn Federn (Abb.3- 2) 2 mittel Futterpellets, schwer durchsichtiger abgedeckt (Abb. 3-3) lose Federn, fixierte Federn und unbefüllte Löcher Löcher der Lochplatte mit Futterpellets, 3 unbefülltes Schälchen jeweils 2 Löcher in Lochplatte (Abb.3- 3) und lose Federn, Folie fixierte Federn und unbefüllte Löcher Anforderung 1 (siehe Abb.3-2) entsprach der leichtesten Anforderung. Die Futterpellets und die losen Federn wurden in Plastikschälchen mit den Maßen 10 x 7,5 x 4,5 cm (l x b x h) auf dem Boden der Testarena, auf der gegenüberliegenden Seite der Lochplatte, angeboten. Die fixierten Federn wurden in einer Fixierung neben den Plastikschälchen an der Wand angebracht (siehe Abb. 3-2). Seite 22 – Mater ial und Met hoden – Fixierte Federn Futterpellets Lose Unbefüllt Federn Abbildung 3-3: Frei zugänglichen Wahlmöglichkeiten (fixierte Federn, lose Federn, Futterpellets und ein unbefülltes Schälchen) wurden auf dem Boden der Testarena aufgestellt (Anforderung 1) Befüllung: • 12 Futterpellets • 8 lose Federn • 4 fixierte Federn Seite 23 – Mater ial und Met hoden – Abbildung 3-4: Die Löcher der Lochplatte wurden mit den Wahlmöglichkeiten (lose Federn, Pellets, fixierte Federn und ein unbefülltes Loch) gleichmäßig bestückt, dann wurde die Hälfte der Löcher mit Folie abgedeckt. Die offenen Löcher entsprachen Anforderung 2, die abgedeckten Löcher (Anforderung 3) Die Wahlmöglichkeiten für Anforderung 2 und 3 wurden in einer angefertigten Lochplatte (siehe Abb. 3-3) angeboten. Diese Lochplatte bestand aus einer 5 mm dicken Holzplatte (100 cm x 60 cm), die über Plexiglaszylinder mit einer weiteren Platte auf der Rückseite (Plexiglas), zur Stabilisation, verbunden waren. Die Plexiglaszylinder hatten einen Innendurchmesser von 5 cm und eine Länge von 7 cm. Sie konnten zur Befüllung oder Säuberung aus der Lochplatte entfernt werden. Um Federn in den Zylindern zu fixieren, wurden sie (Abb.3-3) mit Hilfe entsprechender Halterungen in den Zylindern befestigt. Lose Federn und Futterpellets wurden in die Zylinder gelegt. Insgesamt wurden 16 Löcher in der Lochplatte angeboten, acht davon wurden für Anforderung 2 mit entsprechenden Wahlmöglichkeiten befüllt, die übrigen acht für Anforderung 3 befüllt. Seite 24 – Mater ial und Met hoden – Der Unterschied zwischen Anforderung 2 und 3 bestand darin, dass die Wahlmöglichkeiten, um die Erreichbarkeit zu erschweren, mit einer durchsichtigen Folie abgeklebt wurden. Die Folie wurde mit Tesafilm oberhalb der Löcher zu Abdeckung befestigt und konnte von den Tieren zur Seite geschoben werden. Befüllung der Löcher: • 2 Löcher mit jeweils 6 Futterpellets • 2 Löcher mit jeweils 2 losen Federn • 2 Löcher mit jeweils 1 fixierten Feder Aus den Federbündeln konnten die Federn nicht herausgezogen werden, allerdings war es den Tieren durch intensive Manipulation möglich, die Federn abzubrechen und aufzunehmen. Daher wurde die Aufnahme von fixierten Federn in die Datenerfassung miteinbezogen. Um einen Positionseffekt für die drei Anforderungen auszuschließen, wurden die Befüllungen nach jedem Testdurchgang zufällig in der Lochplatte und bei den Schälchen verändert. Die Federn, mit denen die Testarena befüllt wurde, stammten von toten Tieren der gleichen genetischen Linie. Sie wurden bei Raumtemperatur in Plastiktüten gelagert. Es wurde darauf geachtet, dass die Federn zwischen 3 und 4 cm lang waren. Erfasst wurden die Merkmale: • Die Häufigkeit (n), mit der die Tiere die verschiedenen angeboten Substrate aus den unterschiedlichen Anforderungen wählten • Die Latenz (s) bis zur Wahl der verschiedenen Substrate • Die Latenz (s) für die unterschiedlichen Anforderungen • Anzahl (n) der gefressenen Substrate (Futterpellets und Federn) Seite 25 – Mater ial und Met hoden – 3.1.3 Gewöhnung an die Versuchsanlage Der eigentlichen Testphase ging eine Eingewöhnungsphase von drei Wochen voraus. In der ersten Woche galt es, die Tiere an das Handling durch die versuchsdurchführende Person und die Testumgebung zu gewöhnen. Zuerst wurde der Sozialpartner in die Testarena gebracht. Der Bereich für den Sozialpartner war mit Futter und Wasser ad libitum ausgestattet. Anschließend wurde ein Testtier aus dem Käfig genommen und in die Testkammer gebracht. Die Tiere wurden für ca. 3 min in die Testarena gesetzt und anschließend wieder zurück in den Käfig gebracht. Der Testbereich wurde im Anschluss darauf gereinigt, die Befüllung der Wahlmöglichkeiten kontrolliert und bei Bedarf aufgefüllt. Während der ersten Eingewöhnungswoche wurde die Dauer des Aufenthalts der Tiere in der Testarena sukzessive bis auf 10 min verlängert. In der zweiten Woche der Anlernphase wurde eine willkürliche Anzahl von Löchern der Lochplatte mit Folie abgedeckt. Während der dritten Woche der Anlernphase wurden die Wahlmöglichkeiten entsprechende der Versuchsvorgabe ausgestattet und der Aufenthalt der Tiere in der Testarena konstant auf 10 min gehalten. Kriterium für den Beginn des Hauptversuchs war das Verhalten der Tiere in der Versuchsarena, mit Fokus auf Anforderung 2 und 3. Erst als bei 90 % der Tiere ein deutliches Interesse an dem Inhalt der Lochplatte festgestellt werden konnte, welches sich durch deutliches Bepicken der Löcher und Manipulation an oder Aufnahme von Substraten kennzeichnete, wurde mit dem Versuch begonnen. Seite 26 – Mater ial und Met hoden – 3.2 Wahlversuch 2 3.2.1 Tiere und Haltung Für den zweiten Wahlversuch kamen 23 Tiere aus dem Versuch zur operanten Konditionierung (12 LFP und 11 HFP) zum Einsatz. Die Haltung der Tiere erfolgte wie in Versuch 1.1 beschrieben. 3.2.2 Veränderungen Dieser Versuch wurde in derselben Testarena, wie im ersten Wahlversuch beschrieben, durchgeführt. Veränderungen wurden hinsichtlich der Befüllung der Wahlmöglichkeiten und der Art der Abdeckung der Wahlmöglichkeiten aus Anforderung 3, vorgenommen. Tabelle 3-2 zeigt die modifizierten Wahlmöglichkeiten in Abhängigkeit von der Erreichbarkeit. Da die Tiere im ersten Versuch die Federn aus der Fixierung abbrachen, wurden sie in diesem Versuch nicht mehr angeboten. Aus diesem Grund verringerte sich die Anzahl der Öffnungen der Lochplatte, anstatt 16 Löcher nur noch 12 Löcher zur Verfügung. Die überflüssigen Löcher wurden so verschlossen, dass sie für die Tiere nicht mehr als Wahlmöglichkeiten erkennbar waren (Tab. 3-2). Die Testdauer wurde von 600 s auf 480 s verringert. Ein weiterer Unterschied zum ersten Durchgang war die von 40 auf 23 verringerte Anzahl getesteter Tiere. Für den Versuch wurden 23 Tiere aus den vorangegangenen Versuchen (12 LFP und 11 HFP), einzeln in der abgewandelten Testarena aus Versuch 1 erneut auf ihr Wahlverhalten hin überprüft. Zu Beginn des Versuchs waren die Tiere 60 Wochen alt. Seite 27 – Mater ial und Met hoden – Tabelle 3-2: Anforderung, Erreichbarkeit, Zugang und Befüllung der Wahlmöglichkeiten, welche Hennen, die auf hohe (HFP) und niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, im Wahlversuch mit undurchsichtigen Vorhängen, präsentiert wurden Anforderung Erreichbarkeit Zugang Befüllung 1 leicht frei zugängliche Schälchen 2 mittel Futterpellets, schwer jeweils 2 offene Löcher der Futterpellets, Lochplatte abgedeckte Federn, unbefülltes Schälchen lose Federn, unbefülltes Loch jeweils 2 mit gelber Folie 3 lose Löcher der Lochplatte Futterpellets, lose Federn, unbefülltes Loch Die Wahlmöglichkeiten wurden dahingehend verändert, dass die fixierten Federn aus der Anordnung vollständig entfernt wurden. Grund hierfür lag darin, dass die Tiere bei Versuch 1 nicht die erwartete Beschäftigung mit den fixierten Federn zeigten, sondern sie manipulierten, bis sie abbrachen und aufgenommen werden konnten. Deshalb wurden bei diesem Versuch nur Pellets und lose Federn in den frei zugänglichen Schälchen, bzw. Löcher in der Lochplatte (offen und abgedeckt) angeboten. Das unbefüllte Schälchen, bzw. Loch in der Lochplatte stand den Tieren weiterhin zur Verfügung. Dadurch standen den Tieren nicht wie zuvor 16 Löcher in der Lochplatte als Wahlmöglichkeiten zur Verfügung, sondern nur noch 12. Die Löcher wurden folgendermaßen bestückt: • 4 Löcher mit je 1 Feder • 4 Löcher mit je 3 Pellets • 4 Löcher werden unbefüllt Bei den frei zugänglichen Wahlmöglichkeiten wurden die fixierten Federn ebenfalls entfernt. Seite 28 – Mater ial und Met hoden – Eine weitere Änderung bestand darin, dass in diesem Test die losen Federn von Tieren der Kontrolllinie stammten, welche einen anderen genetischen Hintergrund hatten, als die HFP und die LFP. Die Hälfte der angebotenen Löcher in der Lochplatte wurde mit gelber Folie abgedeckt. Bei der Folie handelte es sich um gelben Planestoff, welcher in Streifen geschnitten wurde, damit die Tiere die Chance hatten, an die Substrate zu gelangen. Wie bei Wahlversuch 1 wurden die Positionen der Wahlmöglichkeiten (d.h. links, rechts, oben, unten, etc.) verändert, um einen Einfluss der Position auf das Wahlverhalten in der Lochplatte und bei den frei zugänglichen Wahlmöglichkeiten auszuschließen. Um eine soziale Isolation während der Versuchsdurchführung auszuschließen, bestand für die Tiere in der Testarena Hörkontakt zu einem Artgenossen. 3.3 3.3.1 Operante Konditionierung Anlernphase Die Anlernphase erstreckte sich über einen Zeitraum von mehreren Wochen. Während der ersten Woche (Phase 1) wurden die Tiere in die Skinnerbox gesetzt, sodass diese sich an die Umgebung und Testsituation gewöhnen konnten. Während des Aufenthalts von maximal 3 min erfolgte das Anlernen nach dem Prinzip der `Immerverstärkung´, d.h. dass die Tiere immer eine Belohnung erhielten. Während der Anlernphase blieb das `Hauslicht´ an, welches Beginn und Ende des Durchgangs signalisierte. Der Trog blieb in Position 2 (hochgefahren und gut einsehbar) und wurde beleuchtet, ebenso wie die Pickscheibe. Während der zweiten Stufe der Anlernphase (Phase 2), blieb der Trog mit der Belohnung in der Position 1. Das Hauslicht und die Picktaste waren beleuchtet. Bei Annäherung des Versuchstieres an die Pickscheibe, wurde die Pickscheibe Seite 29 – Mater ial und Met hoden – vom Beobachter manuell ausgelöst und das Versuchstier konnte eine Belohnung, für eine Dauer von 5 s, in Form von Futter, aufnehmen. Um die nächste Phase des Anlernens zu erreichen (Phase 3), mussten die Tiere innerhalb von 3 s nach erfolgtem manuellem Pickschlag, den Kopf in die Öffnung mit der Belohnung stecken. Futterschacht Pickscheibe Öffnung für Futtertrog Gitterboden K o tb le c h Abbildung 3-5: Schematische Darstellung der Skinnerbox für Hühner, wie sie auch in vorliegender Arbeit genutzt wurde Sobald 85% der Versuchstiere das Kriterium der vorangegangen Phase (Phase 3) erreicht hatten, wurden sie in die Kammer gesetzt und ohne weitere Manipulation von Außen der Aufgabe des Pickens auf die Pickscheibe ausgesetzt (Phase 4). Bei den Tieren, welche die Pickscheibe nicht selbstständig auslösten, konnte der Beobachter die Belohnung manuell auslösen, sobald sich die Tiere sich in der Nähe der Pickscheibe aufhielten. Das Programm, welches die Skinnerbox steuerte, wurde mit einer Fixed Ratio 1 gefahren. Das bedeutete, dass das Versuchtier mit einem Pickschlag auf die Pickscheibe eine Belohnung erhalten konnte. Die nächste Stufe der Anlernphase (Phase 5), das erhöhen der Fixed Ratio (FR) von 1 auf 3, wurde begonnen, als alle Tiere die Anforderungen selbstständig erfüllten. Seite 30 – Mater ial und Met hoden – Nachdem die Tiere die FR3 beherrschten, wurden die Anforderungen sukzessive bis auf FR 20 erhöht. Seite 31 – Mater ial und Met hoden – Tabelle 3-3.: Unterteilung des Anlernzeitraums in die unterschiedlichen Phasen Phase des Anforderung an das Tier Anlernzeitraums Phase 1 Erstes Einsetzen in Testkammer; Gewöhnung an Testumgebung; Trog oben (Position 2) beleuchtet und mit Mehlfutter befüllt; Pickscheibe beleuchtet; „Hauslicht“ brennt; 3 min Phase 2 Tiere in Testkammer; Trog unten (Position 1), mit Futter befüllt, nicht erreichbar für Tiere; „Hauslicht“ an; Pickscheibe beleuchtet; bei Annähern des Tiers an Pichscheibe löste Versuchsleiter über Computersteuerung die Pickscheibe aus; Trog nach oben (Position 2) und beleuchtet; Futter für Tiere erreichbar: 3 min Phase 3 Tiere in Testkammer; Trog unten (Position 1); „Hauslicht“ an: Pickscheibe beleuchtet; 3 min Phase 4 Tiere in Testkammer; Trog unten (Position 1); „Hauslicht“ an; Pickscheibe leuchtet; auslösen der Pickscheibe erfolgt selbstständig durch das Tier; FR 1; 3 min Phase 5 Tiere in Testkammer; Trog unten (Position 1); „Hauslicht“ an; Pickscheibe leuchtet; auslösen der Pickscheibe erfolgt selbstständig durch das Tier; 3.3.2 Testdurchführung Insgesamt wurden die Tiere in der Hauptphase des Versuchs 17-mal, in randomisierter Reihenfolge, in der Skinnerbox getestet (Tab. 3-3). Aus der Tabelle 3-4 kann die Anzahl der getesteten HFP sowie LFP entnommen werden. Erkrankte Tiere wurden aus dem Versuch genommen, Erkrankungen standen nicht im Zusammenhang mit dem Versuch. Seite 32 die – Mater ial und Met hoden – Tabelle 3-4: Art der Verstärkungsschemata, Belohnung, Anzahl der Durchgänge und Anzahl der einzelnen Linien, die in der Skinnerbox getestet wurden Behandlung Belohnung Anzahl Durchgänge FR 1-5: 14 HFP u.14 LFP Futter 6 Mehlwürmer 3 FR1-10: 14 HFP u. 12 LFP Mehlwürmer 2 14 HFP u. 12 LFP Leerpicken 1 14 HFP u. 12 LFP Federn 5 FR 10-20: 14 HFP u. 12 LFP Fixed Ratio Progressive Ratio Anzahl Tiere Durchgang 1-2: 14 HFP, 12 LFP Durchgang 3-5: 11 HFP, 12 LFP Es wurde an vier Tagen in der Woche im Zeitraum zwischen 10 und 16 Uhr getestet. Bei den Durchgängen mit FR wurden die Tiere jeden zweiten Tag getestet. Nach jedem Durchgang erfolgte eine Erhöhung der Anforderungen. Die Anforderungen wurden sukzessive von FR 1 bis FR 20 für Futter erhöht. Im Anschluss darauf folgten die Durchgänge mit Mehlwürmern als Belohnung. Hierbei wurde jedes Tier ebenfalls jeden zweiten Tag getestet, allerdings wurde hier nur FR 1, FR 5 und FR 10 als Anforderungen für die Tiere gewählt. Nach einer Pause von zwei Wochen wurde mit den Versuchen zur Progressive Ratio (PR) begonnen. Im ersten Durchgang wurden die Hennen mit Mehlwürmern belohnt. Jedes Tier wurde zwei Mal für Mehlwürmer, an zwei aufeinander folgenden Tagen getestet. Anschließend wurde ein Durchgang ohne Belohnung gefahren. Mehlwürmer wurden in diesen Durchgängen eingesetzt, um den Stress, der im Zusammenhang mit Futterdeprivation auftritt, zu vermeiden, sowie eine hohe Anzahl von Pickschlägen für die Mehlwürmer zu erzielen. Seite 33 – Mater ial und Met hoden – Als letztes folgten die Durchgänge, welche mit Federn belohnt wurden. Jedes Tier wurde zwei Mal in der Woche getestet, damit erstreckten sich die Durchgänge für Federn auf zwei Wochen. Seite 34 – Statist ische Auswertung – 4 4.1 Statistische Auswertung Wahlversuch Die erhobenen Daten bestehen aus Zählungen (Anzahl gefressener Substrate, Häufigkeiten der Besuche an den einzelnen Substraten und bei den unterschiedlichen Anforderungen) und Messungen (Latenz bis zum ersten Aufsuchen der einzelnen Substrate), welche sich in einem Faktor (zwei genetische Linien) unterscheiden. Die Struktur und Art der Daten legt nahe, diesen Versuch mit Hilfe von einfacher Varianzanalyse und anschließendem Mittelwertvergleichen auszuwerten. Für eine varianzanalytische Auswertung sind folgende Voraussetzungen gefordert: Normalverteilung der Residuen, Varianzhomogenität und statistische Unabhängigkeit. Da diese Voraussetzungen auch nach Transformation der Daten nicht erfüllt wurden, wurden die erhobenen Daten mit nichtparametrischen Verfahren ausgewertet. Mit Hilfe des Mann-Whitney-U-Test für zwei unabhängige Stichproben, wurde der Effekt der Linie (HFP, LFP) auf die erhobenen Daten (Anzahl gefressener Substrate, Häufigkeiten der Besuche an den einzelnen Substraten, Latenz bis zum ersten Aufsuchen der einzelnen Substrate) für jede Anforderung (leicht, mittel, schwer) getrennt berechnet. Mit Hilfe des Wilcoxon-Tests für zwei verbundene Stichproben wurden innerhalb der Linie die erhobenen Daten zwischen Anforderung 1 und Anforderung 2 verglichen (Anforderung 3 wurde nicht gewählt). 4.2 Operante Konditionierung Für jedes einzelne Tier wurde die Regression der mittleren Anzahl der Trogöffnungen, Pickschläge und gefressenen Substrate (Futter, Mehlwürmer) über die steigenden Anforderungen bei der FR errechnet. Dabei wurden die Daten mit der Formel: log (x+1) transformiert. Die Achsenabschnitte und Steigungen wurden zwischen den Linien durch Mann-Whitney-U-Test für zwei unabhängige Stichproben verglichen. Seite 35 – Statist ische Auswertung – Mit Hilfe des Mann-Whitney-U-Tests für zwei unabhängige Stichproben wurde der Effekt der Linie (HFP, LFP) auf die erhobenen Daten (Anzahl der Trogöffnungen, Pickschläge und gefressene Substrate) bei der PR errechnet. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Programm JMP (SAS Institute Inc., 1995). Die Signifikanzgrenzen wurden wie folgt festgelegt: P < 0,05 * P < 0,01 ** P < 0,001 *** Statistisch signifikante Unterschiede wurden mit * oder kleinen lateinischen Buchstaben markiert („a“, „b“, „c“). Seite 36 - Ergebnisse – 5 Ergebnisse 5.1 Ergebnisse Wahlversuch 1 In Tabelle 5-1 und 5-2 wurden die Latenz bis zur ersten Wahl der vier unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten, sowie die Häufigkeit des Aufsuchens entsprechender Wahlmöglichkeiten und die Aufnahme von Substraten dargestellt. Tabelle 5-1 bezieht sich dabei auf die frei zu erreichenden Wahlmöglichkeiten, Tabelle 5-2 hingegen auf die Anordnung in der Lochplatte, offen. 5.1.1 Frei erreichbare Anordnung (Anforderung 1) In Tabelle 5-1 sind die Latenzen, Häufigkeiten und die Aufnahme in Abhängigkeit von der Wahlmöglichkeit bei freiem Zugang (offene Schälchen) dargestellt. Tabelle 5-1: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus den frei erreichbaren Schälchen (Anforderung 1), für Hennen die auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über acht Durchgänge Wahlmöglichkeit Linie Latenz (s) Häufigkeit (n) Aufnahme (n) lose Federn HFP 293,68a 2,13b 3,83b LFP 412,85b 1,09ba 1,75a 353,64 1,61 2,77 HFP 256,34a 2,56b 0,36b LFP 402,55b 1,13a 0,03a 329,91 1,84 0,19 HFP 152,72a 2,38a 11,94b LFP 155,27a 2,05a 11,53a 154,00 2,21 11,73 Gruppenmittelwert fixierte Federn Gruppenmittelwert Futterpellets Gruppenmittelwert unbefülltes HFP 536,35a 1,30a Schälchen LFP 540,33a 1,30a 538,35 1,30 Gruppenmittelwert Seite 37 – Ergebnisse – Über die Linien gemittelt, war die Latenz des Aufsuchens des leeren Schälchens am längsten. Es folgten die Werte für die losen und fixierten Federn. Die kürzeste Latenz wurde für den Zugang zu den Futterpellets gefunden. Innerhalb der Wahlmöglichkeiten waren die Unterschiede zwischen den HFP und LFP bei den losen und den fixierten Federn signifikant. Die LFP wiesen hier jeweils deutlich kürzere Latenzen auf als die HFP (Tab. 5-1). Für die Häufigkeit des Aufsuchens der unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten, wählten die HFP häufiger die Löcher, welche mit losen Federn, fixierten Federn, sowie mit Futter befüllt waren. Die unbefüllten Löcher wurden von Tieren beider Linien gleichermaßen häufig aufgesucht. Ferner konnte über die Linien gemittelt, signifikante Unterschiede für das Aufsuchen der Löcher mit losen Federn, sowie derer die fixierten Federn enthielten, ermittelt werden. In beiden Fällen suchten die HFP häufiger als die LFP, die Wahlmöglichkeiten auf. Die Häufigkeit mit der die HFP die Futterpellets aufsuchten, lag über dem Wert der LFP, der Unterschied war jedoch nicht signifikant. Bei freiem Zugang zu den Schälchen und der Fixierung für die Federn, haben die HFP signifikant mehr lose Federn, fixierte Federn, sowie Futterpellets, im Vergleich mit den LFP, aufgenommen. Seite 38 – Ergebnisse – 5.1.2 Lochplatte offen (Anforderung 2) Tabelle 5-2 zeigt die Latenzen, Häufigkeiten und die Aufnahme in Abhängigkeit von der Wählmöglichkeit, in diesem Fall die Lochplatte (offene Löcher). Tabelle 5-2: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus der Lochplatte (offen, Anforderung 2), für Hennen, die auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über acht Durchgänge Wahlmöglichkeit lose Federn Linie Latenz (s) Häufigkeit (n) Aufnahme (n) HFP 320,69a 1,71b 0,88b LFP 360,89a 1,01a 0,39a 340,79 1,36 0,64 HFP 250,00a 4,02b 0,20b LFP 316,79b 2,37a 0,04a 283,40 3,19 0,12 HFP 101,26a 24,59a 7,30a LFP 154,28b 20,51a 6,29b 127,77 22,54 6,79 HFP 326,50a 1,46a LFP 335,56a 1,13a 331,03 1,30 Gruppenmittelwert fixierte Federn Gruppenmittelwert Futterpellets Gruppenmittelwert Unbefülltes Loch Gruppenmittelwert Insgesamt konnte festgestellt werden (Tab. 5-2), dass die kürzeste Latenz auf die Wahlmöglichkeit Futterpellets entfiel. Als zweites fiel die Wahl auf die fixierten Federn. Im Anschluss daran folgte das Aufsuchen der unbefüllten Löcher und als letztes fiel die Wahl der Hennen auf die losen Federn. Die Gruppenmittelwerte für die Häufigkeiten waren am höchsten für die Futterpellets, danach folgten mit deutlichem Abstand die Häufigkeit des Aufsuchens der fixierten Federn, gefolgt von den losen Federn und am seltensten wurden die unbefüllten Löcher aufgesucht. Seite 39 – Ergebnisse – Bei den Unterschieden zwischen den Linien für die Latenz bis zum ersten Aufsuchen der unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus der Lochplatte (Anforderung 2), konnten festgestellt werden, dass die HFP für jede der Wahlmöglichkeiten eine kürzere Latenz hatten, als die LFP. Die kürzeste Latenz lag dabei bei den Futterpellets, wobei sich die Linien signifikant voneinander unterschieden. Überdies wählten die HFP mit signifikant kürzeren Latenzen die fixierten Federn, im Gegensatz zu den LFP. Die Latenzen für lose Federn und die unbefüllten Löcher waren kürzer für die HFP, als für die LFP. Signifikante Unterschiede waren nicht zu beobachten. In der Häufigkeit der besuchten Wahlmöglichkeiten konnte festgestellt werden, dass die Werte für die HFP für lose Federn, fixierte Federn, sowie die Futterpellets, signifikant über denen der LFP lagen. Die HFP zeigten ferner eine signifikant höhere Aufnahme von losen Federn, fixierten Federn, sowie Futterpellets auf als die LFP. Seite 40 – Ergebnisse – 5.1.3 Unterschiede innerhalb der Line der HFP 5.1.3.1 Latenz und Häufigkeit In Tabelle 5-3 werden die Unterschiede innerhalb der Linie der HFP die Latenz und die Häufigkeit des Aufsuchens der unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten hinsichtlich der unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen dargestellt. Tabelle 5-3: Latenz und Häufigkeit des Aufsuchens der angebotenen Wahlmöglichkeiten, von Hennen welche auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden, hinsichtlich der Unterschiede zwischen unterschiedlich schweren erreichbaren Anforderungen Wahlmöglichkeit lose Federn Anforderung Latenz (n) Häufigkeit (n) 1 293,68a 2,13b 2 320,69b 1,71a 307,19 1,92 1 256,34b 2,56a 2 250,00a 4,04b 253,17 3,3 1 152,72b 2,38a 2 101,26a 24,59b 126,99 13,49 Gesamt fixierte Federn Gesamt Futterpellets Gesamt unbefülltes Schälchen/ 1 536,35b 1,29a Loch in Lochplatte 2 326,29a 1,46b 431,32 1,37 Gesamt Aus Tabelle 5-3 können die Latenz und die Häufigkeit des Aufsuchens der unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten von HFP abgelesen werden. Am schnellsten suchten die HFP das leicht erreichbare Schälchen (Anforderung 1), sowie die offenen Löcher (Anforderung 2), welche mit Futterpellets befüllt waren auf, wobei die Latenz für die offenen Löcher signifikant kürzer war, als die für das leicht erreichbare Schälchen. Als zweites wählten die HFP die fixierten Federn, wobei diese signifikant Seite 41 – Ergebnisse – schneller in der Lochplatte aufgesucht wurden. Die nächste Wahl fiel auf die losen Federn aus Anforderung 1 und 2. Hierbei wurden kürzere Latenzen für die Federn in der Lochplatte festgestellt (Tab. 5-3). Am häufigsten suchten die HFP die Futterpellets in den offenen Löchern der Lochplatte auf. Signifikant seltener wurden die Futterpellets aus dem leicht erreichbaren Schälchen aufgesucht. Die fixierten Federn aus den offenen Löchern der Lochplatte wurden signifikant häufiger von den HFP gewählt, als die leicht erreichbaren fixierten Federn. Lose Federn aus den leicht erreichbaren Schälchen hingegen wurden signifikant häufiger von den HFP aufgesucht, als die in den offenen Löchern der Lochplatte befindlichen. Insgesamt am seltensten suchten die HFP das unbefüllte Schälchen und die unbefüllten offenen Löcher auf, es konnte jedoch für diese Wahlmöglichkeit ebenfalls signifikant häufigeres Aufsuchen der offenen unbefüllten Löcher festgestellt werden. 5.1.4 Aufnahme In Abbildung 5-1 wird die prozentuale Aufnahme an losen Federn, fixierten Federn und Pellets aus den unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen für HFP, dargestellt. Seite 42 – Ergebnisse – *** 100 99,5 Aufnahme in % 80 *** 60,8 60 47,4 40 n.s. 21,7 20 9,1 10,0 0 lose Federn (in %) fixiert Federn (%) Frei zugängliche Schälchen" % Futter Offene Löcher in Lochplatte Abbildung 5-1: Prozentuale Aufnahme von losen Federn, Federn aus der Fixierung und Futterpellets von Hennen, die auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Aus den frei zugänglichen Schälchen (Anforderung 1) nahmen die HFP signifikant mehr lose Federn auf, als aus den offenen Löchern der Lochplatte (Abb. 5-1). Die Aufnahme von Federn aus der Fixierung unterschied sich für die zwei Anforderungen hingegen nicht signifikant voneinander. Die Futterpellets aus dem frei zugänglichen Schälchen (Anforderung 1) wurden zu fast 100% von den HFP aufgenommen, wohingegen nur 60,8% aus den offenen Löchern aufgenommen wurden. Die Werte für die Aufnahme von Futterpellets aus den zwei Anforderungen unterschieden sich signifikant voneinander. 5.1.5 Unterschiede innerhalb der Linie der LFP 5.1.5.1 Latenz und Häufigkeit In Tabelle 5-4 werden die Unterschiede innerhalb der Linien der LFP für die Latenz und die Häufigkeit des Aufsuchens der unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten hinsichtlich der zwei unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen dargestellt. Seite 43 – Ergebnisse – Tabelle 5-4: Latenz und Häufigkeit des Aufsuchens der angebotenen Wahlmöglichkeiten, von Hennen welche auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, hinsichtlich der Unterschiede zwischen unterschiedlich schweren erreichbaren Anforderungen Wahlmöglichkeit Anforderung Latenz (s) Häufigkeit (n) 1 412,85b 1,09a 2 360,89a 1,01b 386,87 1,05 1 402,55b 1,13a 2 316,79a 2,37a 359,67 1,75 1 155,27b 2,05a 2 154,28a 20,5b Gesamt 154,78 11,28 unbefülltes Schälchen/ 1 540,33b 1,31b Loch in Lochplatte 335,55a 1,13a 437,94 1,22 lose Federn Gesamt fixierte Federn Gesamt Futterpellets Gesamt 2 Aus der Tabelle 5-4 wird ersichtlich, dass diese Tiere für alle Wahlmöglichkeiten eine kürzere Latenz für die offenen Löcher in der Lochplatte (Anforderung 2) aufweisen, gegenüber den leicht erreichbaren Schälchen (Anforderung 1). Der Unterschied zwischen den Anforderungen war für alle Wahlmöglichkeiten signifikant. Innerhalb der Anforderung 1, den frei zugänglichen Schälchen, besuchten die Hennen zuerst das Schälchen mit den Futterpellets, anschließend die fixierten Federn, dann die losen Federn und als letztes wählten sie das leere Schälchen. Für Anforderung 2, den offenen Löchern, begannen die Tiere ebenfalls mit den Futterpellets, dann suchten sie die fixierten Federn auf. Im Gegensatz zu Anforderung 1 wählten sie im Anschluss daran das unbefüllte Loch, um als letztes die, mit losen Federn befüllten Löcher, zu explorieren. Seite 44 – Ergebnisse – Die kürzeste Latenz konnte bei den LFP für Futterpellets aus den offenen Löchern der Lochplatte (Anforderung 2) beobachtet werden. Die längste Latenz dagegen wurde für die leicht erreichbaren Schälchen (Anforderung 1) ermittelt. Bei der Häufigkeit des Aufsuchens verhält es sich etwas anders. Die LFP suchten die losen Federn und die unbefüllten Löcher aus Anforderung 2 weniger häufig auf, als bei Anforderung 1. Für fixierte Federn, sowie die Futterpellets verhält es sich umgekehrt. Insgesamt konnte festgestellt werden, dass sich die Werte für die Anforderungen und die Häufigkeit des Aufsuchens der unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten signifikant voneinander unterschieden. 5.1.5.2 Aufnahme In Abbildung 5-2 wird die prozentuale Aufnahme an losen Federn, fixierten Federn und Futterpellets aus den unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen für LFP, dargestellt. *** 100 96,0 Aufnahme in % 80 60 52,4 *** 40 21,9 20 *** 9,8 0,6 2,2 0 lose Federn (in %) fixiert Federn (%) Frei zugängliche Schälchen % Futter Offene Löcher in Lochplatte Abbildung 5-2:Prozentuale Aufnahme von losen Federn, Federn aus der Fixierung und Futterpellets von Hennen, die auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden Seite 45 – Ergebnisse – Die prozentuale Aufnahme von losen Federn aus dem leicht erreichbaren Schälchen (21, 9%) unterschied sich signifikant von der Aufnahme aus den offenen Löchern (9,8%; Abb.5-2). Die Aufnahme von fixierten Federn unterschied sich ebenfalls signifikant voneinander, wobei in diesem Fall die Aufnahme aus den offenen Löchern (2,2%), über der Aufnahme aus der frei erreichbaren Fixierung lag (0,6%). Futterpellets wurden signifikant mehr aus dem leicht erreichbaren Schälchen (96,0%) aufgenommen, verglichen mit der Aufnahme aus den offenen Löchern (52,4%; Abb.5-2). 5.2 Ergebnisse Wahlversuch 2 In Tabelle 5-5 bis 5-7 wurden die Latenz bis zur ersten Wahl der vier unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten, sowie die Häufigkeit des Aufsuchens entsprechender Wahlmöglichkeiten und die Aufnahme von Substraten dargestellt. Tabelle 5-8 bezieht sich dabei auf die frei zu erreichenden Wahlmöglichkeiten (Anforderung 1), Tabelle 5-9 hingegen auf die Anordnung in der Lochplatte, offen (Anforderung 2) und Tabelle 5-10 stellt die Daten, die für die, mit Folie bedeckten, Löcher der Lochplatte (Anforderung 3), ermittelt werden konnten. Tabelle 5-5: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus den frei erreichbaren Schälchen (Anforderung 1), für Hennen die auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über vier Durchgänge Wahlmöglichkeit lose Federn Linie Latenz (s) Häufigkeit (n) Aufnahme (n) HFP 262,76a 3,13a 0,89a LFP 340,07a 3,50a 0,80a 301,42 3,32 0,85 HFP 31,54a 1,30a 5,74a LFP 24,04a 1,04a 6,00a 166,48 2,31 5,87 HFP 357,33a 0,70a LFP 414,67a 0,59a 386,00 0,65 Gruppenmittelwert Futterpellets Gruppenmittelwert leeres Schälchen Gruppenmittelwert Seite 46 – Ergebnisse – Über die Linien gemittelt war die Latenz des Aufsuchens des leeren Schälchens am höchsten. Kürzere Latenzen konnten für die losen Federn beobachtet werden. Die kürzeste Latenz wurde, wie beim ersten Durchgang, für den Zugang zu den Futterpellets gefunden. Innerhalb der Wahlmöglichkeiten waren die Unterschiede zwischen den HFP und LFP bei den losen Federn und den Futterpellets nicht signifikant. Die HFP wiesen hierbei geringere Latenzen für das leere Schälchen, sowie die losen Federn auf. Die LFP suchten hingegen die Futterpellets schneller als die HFP auf. Bei der Häufigkeit des Aufsuchens der Wahlmöglichkeiten konnten wiederum keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Die LFP suchten häufiger als die HFP die losen Federn auf. Die Futterpellets und das unbefüllte Schälchen wurden allerdings häufiger von den HFP aufgesucht. Analog verhält es sich bei der Aufnahme. Für Aufnahme von Futterpellets konnten etwas höhere Werte für die HFP ermittelt werden. Tabelle 5-6: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus der Lochplatte (offen, Anforderung 2), für Hennen, welche auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über vier Durchgänge Wahlmöglichkeit lose Federn Linie Latenz (s) Häufigkeit (n) Aufnahme (n) HFP 249,52a 2,66a 1,24a LFP 321,04b 2,38a 0,93a 285,28 2,52 1,09 HFP 82,36a 0,86a 5,59a LFP 67,28b 0,60a 5,78a 74,82 0,73 5,69 HFP 381,63a 0,42a LFP 389,08a 0,54a 385,36 0,48 Gruppenmittelwert Futterpellets Gruppenmittelwert Unbefüllte Locher Gruppenmittelwert Seite 47 – Ergebnisse – Die Latenz für das Aufsuchen der unbefüllten Löcher der Lochplatte, offen, war am längsten. Die losen Federn wurden von Tieren beider Linien als zweites gewählt, wobei die HFP signifikant schneller waren als die LFP. Am wenigsten Zeit verging bis die Tiere, die mit Futterpellets befüllten Löcher, aufsuchten. Der Wert für die Latenz bei den Linien war hierbei signifikant höher für die HFP, als für die LFP. Am häufigsten suchten Tiere beider Linien die Löcher, welche mit Federn bestückt waren, auf. Weitaus weniger häufig wurden die mit Futterpellets bestückten offenen Löcher der Lochplatte aufgesucht. Am seltensten suchten die Hennen die unbefüllten offenen Löcher der Lochplatte auf. Für keine der Wahlmöglichkeiten konnten signifikante Unterschiede zwischen den Linien festgestellt werden. Ähnlich verhält es sich bei den Werten für die Aufnahme. Der Wert für die Aufnahme von Federn lag für die HFP über dem der LFP. Durchschnittlich mehr Futterpellets wurden jedoch von den LFP aufgenommen, es konnte jedoch weder für die losen Federn, noch für die Futterpellets signifikante Unterschiede zwischen den Linien festgestellt werden. Seite 48 – Ergebnisse – Tabelle 5-7: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus der Lochplatte (mit Folie, Anforderung 3), für Hennen, welche auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über vier Durchgänge Wahlmöglichkeit lose Federn Linie Latenz (s) Häufigkeit (n) Aufnahme (n) HFP 354,43a 0,42a 0,59a LFP 353,52a 0,54a 0,41a 353,98 0,48 0,50 HFP 188,62a 0,77a 3,63a LFP 114,66b 0,67a 4,41a 151,64 0,72 4,02 HFP 354,37a 55,64a LFP 367,55a 45,93a 360,96 50,79 Gruppenmittelwert Futterpellets Gruppenmittelwert Unbefüllte Löcher Gruppenmittelwert Die Latenz für die unbefüllten Löcher und die mit losen Federn befüllten Löcher war für die HFP, sowie die LFP ähnlich lang. Eine signifikant kürze Latenz konnte nur für das Aufsuchen der Futterpellets für die LFP, im Gegensatz zu den HFP, beobachtet werden. Außergewöhnlich häufig wählten Tiere beider Linien die unbefüllten Löcher, welche mit Folie abgedeckt waren, auf. Weitaus weniger häufig wurden die Löcher, die mit Futterpellets befüllt waren besucht. Am wenigsten häufig suchten Tiere beider Linien im Durchschnitt die mit losen Federn bestückten und abgedeckten Löcher auf. Die Aufnahme der losen Federn lag etwas höher für die HFP, gegenüber der der LFP. Anders verhielt es sich indessen bei der Aufnahme von Futterpellets. Hierbei konnten eine etwas gesteigerte Aufnahme bei den LFP, im Vergleich mit den HFP, festgestellt werden. Seite 49 – Ergebnisse – 5.2.1 Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Anforderungen innerhalb der Linie der HFP In Tabelle 5-11 und Abbildung 5-8 wird die Latenz, die Häufigkeit des Aufsuchens der Wählmöglichkeiten und die Aufnahme der angebotenen Wahlmöglichkeiten für Hennen, die auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden, dargestellt. Tabelle 5-8: Latenz und Häufigkeit der aufgesuchten Wahlmöglichkeiten für die drei Anforderungen, für Hennen, welche auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Wahlmöglichkeit lose Federn Anforderung Latenz (s) Häufigkeit (n) 1 262,76a 1,30b 2 249,52a 0,86ab 3 354,43b 0,77a 288,90 0,98 1 31,54a 3,13b 2 82,36b 2,66b 3 188,62c 0,42a 100,84 2,07 1 357,33a 0,70a 2 381,63a 0,42a 3 354,37a 55,64b 364,44 18,92 Gesamt Futterpellets Gesamt Unbefüllt Gesamt Bei der Latenz konnten für alle Wahlmöglichkeiten signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Anforderungen festgestellt werden, ebenso wie bei der Häufigkeit des Aufsuchens dieser. Die längste Latenz zeigten die HFP für die unbefüllten Wahlmöglichkeiten. Kürzere Latenzen konnten dagegen für die losen Federn festgestellt werden und am schnellsten wählten sie die Futterpellets. Seite 50 – Ergebnisse – Bei den losen Federn suchten die HFP als erstes die offenen Löcher auf, dann die frei zugänglichen Schälchen und als letztes die abgedeckten Löcher. Die Futterpellets aus den frei zugänglichen Schälchen wählten die HFP als erstes, anschließend die offenen Löcher und dann die abgedeckten Löcher. Die unbefüllten Wahlmöglichkeiten wurden zuerst für die abgedeckten Löcher gewählt, dann die frei zugänglichen Schälchen und als letztes die offenen Löcher. *** 100 95,7b 93,1b Aufnahme in % 80 60 60,5a *** 40 15,5ba 20 11,1b 7,3a 0 lose Federn Frei zugängliche Schälchen Futter Löcher in Lochplatte, offen Löcher in Lochplatte, abgedeckt Abbildung 5-3: Prozentuale Aufnahme von losen Federn und Futterpellets aus den drei unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen, für Hennen, welche auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Seite 51 – Ergebnisse – Bei der Aufnahme von Federn aus den drei Anforderungen konnten signifikante Unterschiede innerhalb der Linie festgestellt werden. Am meisten lose Federn nahmen die HFP aus den offenen Löchern der Lochplatte auf. Immerhin 11,1% der angebotenen Federn wurden aus den frei zugänglichen Schälchen aufgenommen, wohingegen noch 7,3% der angebotenen Federn, aus den abgedeckten Löchern aufgenommen wurden. Die Werte für die Aufnahme von Futterpellets aus den drei Anforderungen, waren, wie schon die aufgenommen losen Federn, signifikant unterschiedlich zueinander. Am meisten Futterpellets fraßen die HFP aus den frei zugänglichen Schälchen. Aus den offenen Löchern wurden 93,1 % der Futterpellets aufgenommen und lediglich 60,5 % der angebotenen Futterpellets wurden aus den abgedeckten Löchern gefressen. Seite 52 – Ergebnisse – 5.2.2 Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Anforderungen innerhalb der Linie der LFP In Tabelle 5-12 und Abbildung 5-9 wird die Latenz, die Häufigkeit des Aufsuchens der Wählmöglichkeiten und die Aufnahme der angebotenen Wahlmöglichkeiten für Hennen, die auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, dargestellt. Tabelle 5-9:Latenz und Häufigkeit der aufgesuchten Wahlmöglichkeiten für die einzelnen Anforderungen, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, dargestellt Wahlmöglichkeit lose Federn Anforderung Latenz (s) Häufigkeit (n) 1 340,07a 1,04b 2 321,04a 0,60a 3 353,52a 0,67ab 338,21 0,77 1 24,04a 3,50c 2 67,28b 2,38b 3 114,66c 0,54a 68,66 2,14 1 414,67a 0,59a 2 389,08a 0,54a 3 367,55a 45,93b 390,43 15,69 Gesamt Futterpellets Gesamt Unbefüllt Gesamt Tabelle 5-12 stellt die Werte für die Latenz und die Häufigkeit des Aufsuchens der Wahlmöglichkeiten für die LFP dar. Die Latenz für die unbefüllten Wahlmöglichkeiten war im Vergleich zu den losen Federn, als auch den Futterpellets am längsten. Etwas niedriger waren die Werte für die losen Federn und am schnellsten suchten die LFP die, mit Futterpellets befüllten, Wahlmöglichkeiten auf. Seite 53 – Ergebnisse – Bei den losen Federn wurden die offenen Löcher der Lochplatte als erstes aufgesucht, anschießend die frei zugänglichen Schälchen und als letztes, die mit Folie bedeckten, Löcher. Die Werte für die Latenz der losen Federn aus den unterschiedlichen Anforderungen (1-3) unterschieden sich signifikant voneinander. Bei den Futterpellets wählten die LFP zuerst die frei zugänglichen Schälchen, dann die offenen Löcher und als letztes die abgedeckten Löcher. Hierbei unterschieden sich die Werte wiederum signifikant voneinander. Bei den unbefüllten Wahlmöglichkeiten suchten die LFP zunächst die abgedeckten Löcher auf, dann die offenen Löcher und als Letztes das frei zugängliche Schälchen. Wiederum konnten signifikante Unterschiede für die drei Anforderungen festgestellt werden. Ähnlich stellt es sich für die Häufigkeit dar. Für die drei unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten (lose Federn, Futterpellets und unbefüllt) konnten signifikante Unterschiede der Anforderungen zueinander festgestellt werden. Am häufigsten jedoch wählten die LFP die abgedeckten, unbefüllten Löcher, wohingegen, sowohl die Futterpellets, als auch die unbefüllten offenen Löcher (Anforderung 2) am seltensten aufgesucht wurden (Abb. 5-9). Seite 54 – Ergebnisse – *** 100 100,0b 96,4b Aufnahme in % 80 73,6a 60 40 20 *** 10,1b 11,7b 5,2a 0 lose Federn Frei zugängliche Schälchen Futter Löcher in Lochplatte, offen Löcher in Lochplatte, abgedeckt Abbildung 5-4: Prozentuale Aufnahme von losen Federn und Futterpellets aus den drei unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden Die Aufnahme von losen Federn, sowie die Aufnahme von Futterpellets durch die LFP, unterschieden sich signifikant für die drei Anforderungen. Lose Federn fraßen die LFP am meisten aus den offenen Löchern (11,7%). Aus den frei zugänglichen Schälchen nahmen die Tiere 10,7% der angebotenen losen Federn auf. Am wenigsten Federn wurden aus den abgedeckten Löchern (5,2%) gefressen. Alle angebotenen Futterpellets wurden aus den frei zugänglichen Schälchen gefressen. Immerhin 96,4% der in den offenen Löchern angebotenen Pellets wurden von den LFP aufgenommen. Die niedrigste aufgenommene Menge an Futterpellets (73,6%). Seite 55 – Ergebnisse – 5.3 Ergebnisse Versuch Skinnerbox 5.3.1 Ergebnisse Fixed Ratio (FR) Die Reaktionen der Tiere bei steigender FR sind im Folgenden als Regressionfunktion dargestellt, wobei beide Achsen logarithmiert wurden. 5.3.1.1 Durchgänge FR mit Futter In Abbildung 5-3 wurde die Regression für die Anzahl von Pickschlägen von FR 1-20, mit Futter als Belohnung, dargestellt. log (Pickschläge+1) 2,5 HFP y = 1,32x + 0,60 2 1,5 LFP y = 0,98x + 0,71 1 0,5 0 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 log (FR+1) HFP LFP Abbildung 5-5: Durchschnittliche Anzahl von Pickschlägen für Futter, dargestellt als Regression über die steigenden Anforderungen bei FR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Die Steigung der Geraden für die HFP lag etwas über der für die LFP, signifikante Unterschiede waren jedoch weder für die Steigung, noch für den Achsenabschnitt feststellbar (Abb. 5-3). In Abbildung 5-4 wurde die Anzahl der Trogöffnung gegen die ansteigende Anzahl von FR (1-20) aufgetragen. Seite 56 log (Trogöffnungen+1) – Ergebnisse – HFP y = 0,02x + 0,93 1,1 0,7 LFP y = -0,314x + 1,0464 0,3 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 log (FR+1) HFP LFP Abbildung 5-6: Durchschnittliche Anzahl der Trogöffnungen für FR 1- 20 für Futter als Belohnung, als Regression dargestellt, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Die Steigung und der Achsenabschnitt für die Anzahl von Trogöffnungen bei FR 1-20 und Futter als Belohnung lagen für HFP noch ganz leicht im positiven Bereich, wohingegen die Steigung für die LFP negativ war (Abb. 5-4). Signifikante Unterschiede zwischen den Linien konnten jedoch weder für die Steigung noch den Achsenabschnitt ermittelt werden. Seite 57 – Ergebnisse – 5.3.1.2 Durchgänge FR mit Mehlwürmern Abblidung 5-7 und 5-8 stellen die Anzahl von Pickschlägen, sowie Trogöffnungen für Mehlwürmer als Belohnung, in einer Funktion für FR 1-10, dar. log (Pickschläge+1) 2,5 HFP y = 0,89x + 1,00 2 1,5 LFP y = 0,66x + 1,03 1 0,5 0 0,3 0,5 0,7 0,9 log (FR+1) HFP LFP Abbildung 5-7: Durchschnittliche Anzahl von Pickschlägen für Mehlwürmer dargestellt, als Regression bei steigender Anforderungen der FR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Seite 58 1,1 – Ergebnisse – Die Regressionsgerade für HFP lag leicht über der für LFP, Steigung und Achsenabschnitt wiesen jedoch keine signifikanten Unterschiede auf (Abb. 5-5). log (Trogöffnungen+1) 1,6 HFP y = -0,49x + 1,42 1,2 0,8 LFP y = -0,68x + 1,40 0,4 0 0,3 0,5 0,7 0,9 log (FR+1) HFP LFP Abbildung 5-8: Anzahl der Trogöffnungen für FR 1, 5 und 10 und Mehlwürmer als Belohnung, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Beide Geraden weisen eine negative Steigung auf. Für Steigung und den Achsenabschnitt konnten jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Linien beobachtet werden (Abb. 5-6). Seite 59 1,1 – Ergebnisse – 5.3.1.3 Ergebnisse Progressive Ratio (PR) In der Tabelle 5-5 werden die mittlere Anzahl der Trogöffnungen, Pickschläge und die Aufnahme (Federn, Mehlwürmer) dargestellt. Tabelle 5-10: Mittlere Anzahl von Trogöffnungen, mittlere Anzahl von Pickschlägen für den Zugang zu Federn, Mehlwürmern und den leeren Trog, sowie die mittlere Aufnahme bei PR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Belohnung Federn Trogöffnungen Pickschläge Aufnahme (n) (n) (n) HFP 9,98b 43,98b 3,45b LFP 8,00a 28,23a 1,38a 8,99 36,11 2,42 HFP 14,21b 109,89a 3,43a LFP 12,96a 81,04a 3,17a 13,59 95,47 3,30 HFP 9,50a 43,00a LFP 8,17a 25,58a 8,83 34,29 Linie Gesamt Mehlwürmer Gesamt leeren Trog Gesamt Gemittelt über die Linien erarbeiteten sich die Tiere am meisten Trogöffnungen für die Durchgänge mit Mehlwürmern als Belohnung. Darauf folgten die Öffnungen für Federn und dann die Trogöffnungen ohne Belohnung (Tab.5-5). Signifikante Unterschiede zwischen den Linien konnten dahingehend ermittelt werden, dass die HFP signifikant häufiger den Trog öffneten, um an Mehlwürmer zu gelangen, sowie häufiger den Trog für Federn öffneten, als die LFP. Die Werte für das Öffnen des Trogs ohne Belohnung, lagen für die HFP über denen der LFP, signifikant unterschieden sich die zwei Linien jedoch nicht. Seite 60 – Ergebnisse – Für die Anzahl an Pickschlägen für die drei unterschiedlichen Belohnungen, konnte über die Linien gemittelt festgestellt werden, dass für die Mehlwürmer als Belohnung, am häufigsten gepickt wurde. Darauf folgten die Werte für das Picken für Federn und dann wiederum das Picken ohne Belohnung. Keine signifikanten Unterschiede zwischen den Linien, konnten dabei für die Anzahl von Pickschlägen für die Mehlwürmer gefunden werden, wobei die HFP mehr pickten, als die LFP. Ähnlich verhält es sich für die Pickschläge ohne Belohnung. Signifikant häufiger hingegen, pickten die HFP für Federn, verglichen mit den LFP. 5.3.1.4 Maximale Anzahl von Pickschlägen In Abbildung 5-7 wurde die maximale Anzahl von Pickschlägen für die beiden getesten Linien dargestellt in Abhängigkeit von der Art der Belohnung. 300 247,50b Max. Anzahl Pickschläge (n) 250 209,00a 200 150 136,80b 111,00a 86,40a 100 62,00a 50 0 HFP LFP Federn LFP HFP Mehlwürmer LFP HFP leerer Trog Abbildung 5-9: Maximale Anzahl von Pickschlägen für Federn, Mehlwürmer und leeren Trog bei PR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Die Anzahl der maximal ausgeführten Pickschläge der HFP lag für die drei unterschiedlichen Belohnungen über denen der LFP (Abb. 5-7). Seite 61 – Ergebnisse – Die höchste Anzahl von Pickschlägen konnte für Mehlwürmer als Belohnung beobachtet werden. Deutlich niedrigere Werte wurden hingegen für Federn festgestellt. Am wenigsten Pickschläge konnten für den leeren Trog als Belohnung ermittelt werden (Tab. 5-10/ Abb.5-9). Tabelle 5-6 stellt die Anzahl der Trogöffnungen, erfolgreiche Pickschläge (mit Belohnung), sowie die Aufnahme (Federn, Mehlwürmer und leeren Trog) dar. Tabelle 5-11: Anzahl von Trogöffnungen und die Aufnahme bei Durchgängen bei PR, für die drei Belohnungsarten (Federn, Mehlwürmer und leerer Trog) für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Wahlmöglichkeit lose Federn Linie Latenz (s) Häufigkeit (n) Aufnahme (n) HFP 293,68a 2,13b 3,83b LFP 412,85b 1,09ba 1,75a 353,64 1,61 2,77 HFP 256,34a 2,56b 0,36b LFP 402,55b 1,13a 0,03a 329,91 1,84 0,19 HFP 152,72a 2,38a 11,94b LFP 155,27a 2,05a 11,53a 154,00 2,21 11,73 Gruppenmittelwert fixierte Federn Gruppenmittelwert Futterpellets Gruppenmittelwert unbefülltes HFP 536,35a 1,30a Schälchen LFP 540,33a 1,30a 538,35 1,30 Gruppenmittelwert Die Anzahl der Trogöffnungen für Mehlwürmer war, über die Linien gemittelt, am höchsten. Der Wert für die Federn lag weit unter dem der Mehlwürmer, jedoch nur gering über dem für den leeren Trog (Tab 5-6). Ähnlich verhält es sich für die Werte der Pickschläge, die eine Belohnung zur Folge hatten. Bei der Aufnahme von Federn und Mehlwürmern konnte eine höhere Anzahl von gefressenen Mehlwürmern beobachtet werden. Die Unterschiede zwischen den Linien für die Anzahl der Trogöffnungen, in folge dessen auch bei der Anzahl der erfolgreichen Pickschläge, sowie für die Seite 62 – Ergebnisse – Aufnahme von Federn, waren für die HFP signifikant höher als für die LFP. Bei den Durchgängen mit Mehlwürmern waren signifikant mehr Trogöffnungen und erfolgreiche Pickschläge für die HFP, gegenüber den LFP zu ermitteln, allerdings konnte keine signifikant höhere Anzahl von aufgenommenen Mehlwürmern beobachtet werden. Für das Merkmal leerer Trog konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Linien, festgestellt werden. 5.3.1.5 Mittlere Anzahl von Pickschlägen In Tabelle 5-7 wird die mittlere Anzahl von Pickschlägen gesamt, Pickschlägen erfolgreich und Pickschläge ohne Erfolg dargestellt. Tabelle 5-12: Mittelwerte Anzahl von Pickschlägen bei PR und unterschiedlichen Belohnungen (Federn, Mehlwürmer, leerer Trog) für Hennen, die auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden Belohnung Mehlwürmer Pickschläge Pickschläge gesamt Belohnung Belohnung HFP 142,64a 109,89a 32,75a LFP 101,08b 81,04b 20,04b 121,86 95,47 26,40 HFP 51,36a 43,00a 8,36a LFP 31,08a 25,58a 5,50a 41,22 34,29 6,93 HFP 64,76a 43,91a 23,62a LFP 39,53b 28,40b 12,20b 52,15 36,16 17,91 Linie Gruppenmittelwert leerer Trog Gruppenmittelwert Federn Gruppenmittelwert mit Pickschläge ohne Über die Linien gemittelt konnte festgestellt werden, dass die Tiere mit Abstand am häufigsten für die Mehlwürmer arbeiteten. Weitaus weniger Pickschläge leisteten die Tiere für die Federn und am wenigsten führten die Henne Pickschläge durch, wenn sie keine Belohnung erhielten. Seite 63 – Ergebnisse – Wurden Mehlwürmer zur Belohnung eingesetzt, so konnten für Pickschläge (gesamt), erfolgreiche Pickschläge, sowie die erfolglosen Pickschläge, signifikant höhere Werte für die HFP, gegenüber den LFP, beobachtet werden. Mit Federn als Belohnung konnten signifikant mehr Pickschläge (gesamt), sowie erfolgreiche Pickschläge der HFP im Vergleich mit den LFP beobachtet werden. Für die Pickschläge ohne Erfolg konnten keine signifikanten Unterschiede ermittelt werden. Präsentierte man den Tieren einen leeren Trog als Belohnung, so lag die Anzahl der Pickschläge für die HFP immer über denen der LFP, signifikante Unterschiede zwischen den Linien bleiben für diese Art der Belohnung jedoch aus. Seite 64 - Zusammenf assung – 6 Diskussion In der Literatur wird Federpicken oft mit fehlgerichtetem Verhalten in Zusammenhang gebracht. Blokhuis (1986) geht davon aus, dass es sich beim Federpicken um fehlgerichtetes Bodenpicken handelt. Vestergaard et al. (1993) geht davon aus, dass Federpicken mit fehlgerichtetem Picken beim Staubbadeverhalten in Zusammenhang steht. Riedstra und Groothuis (2002) sehen Federpicken im Zusammenhang mit sozialer Exploration. Eine weitere Theorie beschreibt das Federpicken als eine mangelnde Möglichkeit zur Durchführung einer artgemäßen Anzahl an Pickschlägen bei der Nahrungsaufnahme (Martin, 1986; Baum, 1995). Hiernach könnten alle Maßnahmen, welche die Aktivität am Futter oder die Beschäftigung mit Futter erhöhen, zu einer Reduktion des Federpickverhaltens führen. Andere Untersuchungen haben aufzeigen können, dass neben der Theorie zum fehlgeleiteten Verhalten, die Möglichkeit besteht, dass ein nutritiver Faktor eine Rolle spielen könnte (z. B. Bearse et al., 1940; Scott et al., 1954; Hughes und Duncan, 1972; Hughes und Whitehead, 1974; Hughes und Wood-Gush, 1973). In jüngsten Untersuchungen von McKeegan und Savory (2001), sowie Harlander-Matauschek et al. (2006a) konnte bei Hennen, welche als Federpicker identifiziert wurden, ein Zusammenhang zwischen Federpicken und Federfressen festgestellt werden. Daher war das Zusammenhänge Ziel der vorliegenden Arbeit bei Legehennen zwischen Federpicken und explorativem die Picken, der Beschäftigung mit Federn und der Federaufnahme zu untersuchen. Ferner sollten dabei die Motivation und die Stärke der Motivation festgestellt werden. Dazu wurden die Methoden des Wahlversuchs Konditionierung herangezogen. Seite 65 und der operanten – Diskussion – 6.1 Wahlversuche Im angebotenen Wahlversuch wurde den Hennen die Wahlmöglichkeit zwischen losen und fixierten Federn sowie Futter und einem unbefüllten Schälchen gewährt. Die losen Federn sollten insbesondere die Aufnahme von Federn belegen, die fixierten Federn sollten in diesem Kontext explizit die Beschäftigung mit Federn ausdrücken. Futter und das unbefüllte Schälchen wurden zur Ermittlung von Referenzwerten eingesetzt. Da in der Testphase festgestellt wurde, dass die Tiere die Federn so lange manipulierten, bis sie abbrachen und aufgenommen werden konnten, wurde auf die fixierten Federn im zweiten Wahlversuch verzichtet. Das Hauptaugenmerk im zweiten Wahlversuch sollte daher ausschließlich der Aufnahme von Federn gelten. Aus diesem Grund wurde auf die Futterdeprivation vor dem Versuch verzichtet, um eine gesteigerte Motivation hinsichtlich der Futtersuche zu vermeiden. Insgesamt konnte sowohl im ersten, wie auch im zweiten Wahlversuch eine höhere motorische Aktivität der auf hohe Federpickaktivität selektierten Hennen (HFP) gegenüber der auf niedrige Federpickaktivität selektierten Hennen (LFP) festgestellt werden. Diese Beobachtungen beziehen sich dabei auf Latenz und Häufigkeit des Aufsuchens der Wahlmöglichkeiten. Im ersten Wahlversuch spiegeln sich diese Beobachtung sowohl in den Daten der verkürzten Latenz der HFP gegenüber der der LFP, ebenso wie in der häufigeren Anzahl mit der die HFP die Wahlmöglichkeiten aufgesucht haben, wider. Eine mögliche Erklärung für das Verhalten der HFP für die kürzere Latenz sowie die vermehrten Besuche der Wahlmöglichkeiten könnte in dem Ansatz von Koolhaas et al. (1999) und Korte et al. (1997) zur Stressbewältigung begründet liegen. Seite 66 – Diskussion – In diesen Versuchen konnte festgestellt werden, dass die HFP mit vermehrter motorischer Aktivität auf Stresssituationen reagierten, wohingegen die LFP eher mit Passivität antworteten. Die Beobachtungen zur Aufnahme von Federn aus dem ersten Wahlversuch sind übereinstimmend mit den Unterschieden, welche McKeegan und Savory (2001) und Harlander-Matauschek et al. (2006a) zwischen Federpickern und Nichtfederpickern feststellen konnten. Erwähnenswert scheint in diesem Zusammenhang, dass in den beiden genannten Arbeiten, sowie in vorliegendem erstem Wahlversuch den Tieren Federn derselben genetischen Linie, welcher sie selber entsprachen, präsentiert wurden. Im zweiten Wahlversuch konnten keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Linen hinsichtlich der Aufnahme von Federn festgestellt werden. Eine mögliche Erklärung für dieses Ergebnis könnte in der Tatsache begründet liegen, dass im zweiten Wahlversuch Federn anderer genetischer Herkunft als die Testtiere verwendet wurden. Im ersten Wahlversuch wurden den Testtieren Federn der gleichen genetischen Linie wie sie selbst angeboten. Duncan (1992) beschreibt als weiteren Einflussfaktor auf den Ausgang von Präferenzversuchen die möglichen Vorerfahrungen der Tiere. Im zweiten Wahlversuch war den Tieren sowohl die Testarena, als auch die Art der Anordnung (leicht, mittel, schwer) aus dem vorangegangenen Wahlversuch bekannt und könnte somit die Ergebnisse beinflußt haben. Ein weiterer, in der Literatur beschriebener Einflussfaktor bezüglich des Federpickens, betrifft das Alter der Tiere (Kjaer et al. 2001, McAdie and Keeling, 2002, Rodenburg et al. 2003, Savory und Mann, 1997). Es wäre denkbar, dass das Federfressen in Bezug zum Lebensalter der Tiere stehen könnte und damit entsprechenden Schwankungen unterliegen würde. Aus diesem Grund liegt die Vermutung nahe, dass die Tiere im zweiten Wahlversuch aufgrund ihres Alters vielleicht keinen „Bedarf“ für Federn hatten. Im Gegensatz zum ersten Wahlversuch zeigten Tiere beider Linien Interesse für Seite 67 – Diskussion – Federn aus der „vermeintlich“ am schwersten erreichbaren Anforderung und nahmen diese auf, allerdings mengenmäßig weniger als im ersten Wahlversuch. Wie oben schon erwähnt, konnten für den zweiten Wahlversuch keine deutlichen Unterschiede bei der Aufnahme von Federn ermittelt werden. Möglicherweise haben die Tiere ebenfalls anders auf die Umgebung im zweiten Wahlversuch reagiert, da der Sozialpartner nicht mehr unmittelbar in Sichtweite des Testtieres befand. Da es sich beim Federpicken auch um ein durch soziale Faktoren beeinflusstes Verhalten handelt, könnte das Fehlen der Stimulation durch die Anwesenheit eines Artgenossen zum Ausbleiben, der in Wahlversuch eindeutig gezeigten Reaktion, gekommen sein. Eine Erklärung, weshalb die Tiere im ersten Wahlversuch die mit durchsichtiger Folie abgedeckten Substrate (Anforderung 3) mieden und sie im zweiten Wahlversuch mit undurchsichtigen Vorhängen nutzten, könnte das Wegfallen der visuellen Prüfung der Wahlmöglichkeiten im zweiten Wahlversuch sein. Nach Krebs und Davies (1996) könnte dieses Verhalten mit der „optimalen Foraging-Theorie“ begründet werden. Durch die visuelle Prüfung der Wahlmöglichkeit kann die Effizienz der Nahrungssuche optimiert werden. Die Tiere wählten in vorliegendem Versuch z.B. Federn zum Fressen aus den leicht erreichbaren Anforderungen, eine Art Sättigung des Bedarfs nach Federn ist eingetreten und es hat sich nicht gelohnt weitere Anstrengungen aufzuwenden. Im zweiten Versuch konnten die Hennen die Löcher nicht einsehen und somit entfiel die visuelle Prüfung und die Tiere mussten hinter die Vorhänge schauen. Des Weiteren ist festzustellen, dass im zweiten Wahlversuch nur Federn verwendet werden konnten, die am Ende der Legeperiode der „Spendertiere“ vorhanden waren. Das Gefieder dieser Tiere war sehr schlecht. Daher könnte es sein, dass im zweiten Wahlversuch Federn angeboten wurden, die aus Körperregionen stammten, die für die Tiere, aus welchen Gründen auch immer, nicht interessant waren (Harlander-Matauschek, Häusler, Bessei, In Press). Betrachtet man die Aufnahme von Federn aus den unterschiedlichen Seite 68 – Diskussion – Anforderungen, so bleibt festzustellen, dass die HFP mehr Federn als die LFP aufgenommen haben, diese Unterschiede aber am deutlichsten für die leicht erreichbaren Schälchen waren. Selbiges war auch für die Aufnahme von Pellets festzustellen. In vorliegendem Versuch wurde angenommen, dass Federpicken als „Ersatzhandlung“ für mangelnde Beschäftigung der Hühner gesehen wird (Martin 1975, Blokhuis, 1986). Diese Meinung wird häufig vertreten, da z.B. bei Pelletfütterung die Tiere eher zu Federpicken neigen (El Lethey et al., 2000). Dabei wurde angenommen, dass die mit Pellets gefütterten Hühner schneller ihre tägliche Ration aufgenommen haben und daher aus Langeweile Federpicken. Wenn Federpicken mit Federfressen korreliert ist (McKeegan und Savory, 2001; Harlander-Matauschek et al., 2006), dann kann mit den Ergebnissen des vorliegenden Versuches angenommen werden, dass Federfressen nicht nur im Zusammenhang mit Beschäftigung steht, denn dann hätten die Tiere mehr Federn aus der Lochplatte bzw. hinter den Vorhängen suchen müssen. 6.2 Operante Konditionierung Die Stärke der Motivation zu testen bedarf es der Methode der operanten Konditionierung. Mit Hilfe dieser Methode können quantitative und qualitative Aussagen zur Bereitschaft der Tiere für ein bestimmtes Substrat zu arbeiten, getroffen werden. Die Versuche in der operanten Konditionierung sollten dazu dienen, die Ergebnisse der Wahlversuchen zu ergänzen und zu verfeinern. Es wurde davon ausgegangen, dass die Tiere fähig sind, den operanten Mechanismus zu erlernen und eine Verbindung zwischen Betätigung der Pickscheibe und der darauf folgenden Belohnung, herzustellen. In vorliegender Untersuchung haben alle Hennen den Mechanismus gelernt. Bezüglich der Mechanismen der operanten Konditionierung und den im Seite 69 – Diskussion – Zusammenhang stehenden Lernvorgängen, sind eine Vielzahl von Einflussfaktoren und Problemstellungen bekannt (Duncan, 1992). In vorliegender Untersuchung wurde festgestellt, dass die Hennen beider Linien mit abnehmender Anzahl an Pickschlägen für Belohnungen in Form von Mehlwürmern, Futter, Federn und einem leeren Futtertrog gearbeitet haben. Mehlwürmer dienten als „Luxus“ - Belohnung, da nach Bruce et al. (2003) diese auch als Belohnung dienen, selbst wenn die Tiere nicht Futter depriviert sind. Für die Durchgänge mit Hilfe der Methode FR und mit Futter und Mehlwürmern als Belohnung wurden die Anzahl der Pickschläge und die Anzahl der Trogöffnungen in einer Bedarfskurve dargestellt. Dabei wurden die Daten mittels log – log -Transformation gegeneinander aufgetragen, um anhand der daraus resultierenden Bedarfskurven, Aussagen zur Motivation der Tiere treffen zu können. Die Anzahl der getätigten Pickschläge und Trogöffnungen für Futter und Mehlwürmer nahm mit der Erhöhung der FR zu. Es hat sich ein unelastischer Bedarf gezeigt. Dieses Ergebnis stimmt mit Ergebnissen von Matthews und Chandler (1996) und Robinson et al. (1995) überein, welche für Futter einen unelastischen Bedarf festgestellt haben. Sowohl bei den mit Futter, als auch bei den mit Mehlwürmern belohnten Durchgängen konnten eine höhere Anzahl an Pickschlägen und Trogöffnungen für die HFP im Vergleich mit den LFP festgestellt werden, obwohl die Unterschiede nicht signifikant waren. Nach den Durchgängen mit FR konnte davon ausgegangen werden, dass die Tiere in der Lage waren, den operanten Mechanismus zu bedienen. Aus diesem Grund wurde von der FR auf die PR umgestellt, um innerhalb eines Testdurchgangs von 10 min feststellen zu können, in welchem Umfang die Tiere bei stetig ansteigender Anforderung bereit waren, für die Belohnung zu arbeiten. Begonnen wurde in vorliegender Arbeit mit Mehlwürmern als Belohnung. Tiere Seite 70 – Diskussion – beider Linien waren bei diesen Durchgängen bereit ähnlich häufig die Pickscheibe zu betätigen, sodass keine Unterschiede zwischen den Linien festgestellt werden konnten. Um auszuschließen, dass allein schon das Betätigen der Pickscheibe als Belohnung für die Tiere diente, wurde ein Durchgang ohne Belohnung eingeschoben. Dabei konnte ein deutlicher Rückgang an getätigten Pickschlägen bei beiden Linien festgestellt werden, welches darauf hindeutet, dass den Tieren nicht alleine die operante Handlung als Belohnung genügt. Rodenburg et al. (2002, 2005) führten Versuche zum Frustrationsverhalten bei Hennen mit Hilfe der operanten Konditionierung durch, wobei den Tieren zwar die Belohnung visuell präsentiert wurde, es den Hennen jedoch unmöglich war durch die zur Abdeckung benutzte durchsichtige Plastikscheibe an die Belohnung zu gelangen. Entgegen den Erwartungen zeigten in diesem Fall die LFP Hennen eine höhere Pickaktivität. Weshalb die Hennen in vorliegender Untersuchung nicht bereit waren für einen leeren Futtertrog zu picken, könnte daher im fehlenden visuellen Stimulus begründet sein. Gleichzeitig kann die Möglichkeit der operanten Handlung als Sekundärverstärker, weitgehend ausgeschlossen werden (Inglis et al., 1997). Mit Federn als Belohung wurden insgesamt fünf Durchgänge pro Tier absolviert. Es sollte dabei ausgeschlossen werden, dass die Tiere weiterhin Futter oder Mehlwürmer als Belohnung erwarteten, daher wurden die Tiere öfters als in den vorangegangenen Tests getestet. Die Anzahl der Pickschläge für Federn war bei den HFP signifikant höher als bei den LFP. Auch haben HFP signifikant mehr Federn in der Skinner Box verzehrt als LFP. Dies stimmt mit Ergebnissen von McKeegan und Savory (2001) und mit Ergebnissen von Harlander-Matauschek (2006a, b) überein, bei denen HFP mehr Federn gefressen haben als LFP Tiere. Von 12 HFP Tieren haben immer 7 Hennen Federn in der Skinner Box verzehrt. In der Untersuchung von Gunnarsson et al. (2000) waren drei von fünf Seite 71 – Diskussion – getesteten Hennen bereit, für Federn als Sandbadesubstrat zu arbeiten. Vergleicht man die Verstärkungsschemata Ergebnisse aus der der vorliegenden beiden unterschiedlichen Untersuchung, so bleibt festzustellen, dass die Anzahl der Pickschläge, insbesondere derer, die zu einer Belohnung, in Form von Futter, führten, für die FR über denen der PR lag. Bei Versuchen von Foster et al. (1999) absolvierten Hennen mehr Pickschläge, unter PR als FR. Möglicherweise spielt hierbei die Anzahl der getesten Tiere, sowie die Intensität der Anlernphase eine wesentliche Rolle. Dabei darf nicht außer Acht gelassen werden, dass es sich bei dem PR-Programm um ein anspruchsvolles Programm handelt, welches an sich schon einen limitierenden Faktor für einige Tiere darstellen könnte. Jedoch haben alle Hennen in gegenwärtigem Versuch die Versuchseinstellungen erlernt. Bolhuis et al. (2000) hat festgestellt, dass es keine `gut´ oder `schlecht´ lernenden Tiere gäbe, sondern eher „schnelle“ und „langsame“. Möglicherweise spielt für manche Tiere auch die Art und Weise, wie die Belohnung präsentiert wird eine Rolle. So wäre es denkbar, dass bei der Präsentation der Federn in der Skinner Box unter Umständen die Anwesenheit einer Futterquelle zu mehr Federfressen hätte beitragen können. Auf der anderen Seite wurden die Federn einzeln in den Futterschacht eingelegt und präsentiert. Es wäre denkbar, dass hierbei der Stimulus einer einzigen Feder für manche Tiere nicht ausreichte, um die Hennen zum Federfressen anzuregen. Bei Harlander-Matauschek et al. (2006a) wurden zehn Federn auf einem Plastikdeckel in kleine Löcher gesteckt und den Tieren angeboten. Die Anzahl der gerfressenen Federn war in letztgenannter Untersuchung wesentlich höher als in vorliegender. Es wäre möglich, dass diese Art des Anbietens der Federn, dem des Federpickens am gefiederten Artgenossen näher kommt und daher mehr Resonanz bei den Tieren hervorruft. Damit wäre auch die Frage zu stellen, ob dem Federfressen bzw. dem Federpicken am Artgenossen die Aufnahme von Seite 72 – Diskussion – Futter vorausgeht. Zusammenfassend zeigte sich, dass sich die Linien nicht in der Stärke der Motivation zum Picken nach Futter unterscheiden. Die auf hohe Federpickaktivität selektierten Hennen (HFP) wiesen eine höhere Motivation für Federn zu arbeiten und Federn zu fressen auf als die auf niedrige Federpickaktivität selektierten Hennen (LFP). Hiermit wurden die Ergebnisse aus dem Wahlversuch bestätigt. Die Ergebnisse beider Untersuchungen stehen somit im Gegensatz zu der vorherrschenden Auffassung, wonach die Motivation hauptsächlich in der Beschäftigung oder Exploration liegt. Seite 73 für Federpicken - Zusammenf assung – 7 Zusammenfassung Die Forschung nach den Ursachen des Federpickens tritt seit Jahrzehnten auf der Stelle. Bisherige Forschungsergebnisse und Erfahrungen haben gezeigt, dass Federpicken durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst werden kann. Eine besondere Bedeutung wird in diesem Zusammenhang der Exploration und dem Futteraufnahmeverhalten zugeschrieben. In den letzten Jahren hat sich die experimentelle Basis der Motivationsuntersuchungen weiter entwickelt. Dabei werden in erster Linie Präferenztests eingesetzt, um die relative Bedeutung bestimmter Umweltreize oder Futterangebote zu bestimmen. Zur Bewertung der Stärke der Motivation für bestimmte Objekte hat sich die operante Konditionierung bewährt. Jüngste Untersuchungen haben gezeigt, dass das Federpicken bei Legehennen mit der Aufnahme von Federn positiv korreliert ist. Ziel der vorliegenden Arbeit war es bei Legehennen, die Zusammenhänge zwischen Federpicken und explorativem Picken, der Beschäftigung mit Federn und der Federaufnahme zu untersuchen. Ferner sollten dabei die Motivation und die Stärke der Motivation festgestellt werden. Zur Klärung der beschriebenen Fragestellungen wurde die Methode des Wahlversuchs herangezogen und zur Überprüfung der Ergebnisse, sowie zur Messung der Stärke der Motivation wurden Versuche zur operanten Konditionierung durchgeführt. Die Tiere wurden in zwei Wahlversuche, sowie der operanten Konditionierung (mehrere Durchgänge mit unterschiedlichen Verstärkungsschemata und unterschiedliche Belohnungen) getestet. Seite 74 – Zusammenf assung – Für den 1. Wahlversuch wurden 40, 19 Wochen alte Weiße Leghorn Hennen zufällig aus Tieren ausgewählt, welche aus über sechs Generationen auf hohe (HFP) und niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden. Im Wahlversuch wurden den Tieren Futterpellets, lose Federn und fixierte Federn mit steigendem Anforderungsprofil, hinsichtlich der Erreichbarkeit, präsentiert. Das Anforderungsprofil wurde in drei Schwierigkeitsgrade (leicht, mittel und schwer erreichbar) unterteilt. Als leicht erreichbar wurden Plastikschälchen in die Testarena gestellt. Für die mittlere Anforderung wurden die Löcher, einer in der Testarena befindliche Lochplatte, zu Hälfte mit den genannten Substraten befüllt. In der schwer erreichbare Anforderung wurde die andere Hälfte der Löcher der Lochplatte mit den Substraten befüllt und mit durchsichtiger Folie abgedeckt. Im 2. Wahlversuch wurden die gleichen Tiere und in der gleichen Testarena getestet. Jedoch wurden keine fixierten Federn als Substrat verwendet und das Anforderungsprofil für das schwer erreichbare Substrat hinsichtlich der Art der Abdeckung (undurchsichtig) verändert. Aus den Ergebnissen vom ersten Wahlversuch, lassen sich hinsichtlich der Aufnahme von Federn, deutliche Unterschiede zwischen den Linien belegen. Die Aufnahme von Federn aus dem leicht erreichbaren Schälchen in der Testarena lag mit 47,4% der angebotenen losen Federn und 9,1% der fixierten Federn, deutlich über der Aufnahme der LFP, die nur 21,9% lose und 0,6% fixierte Federn aufnahmen. Die Aufnahme von Federn aus der mittleren Anforderung lag für die HFP ebenfalls deutlich über denen der LFP. Die schwer erreichbaren Substrate wurden von den Hühnern im ersten Wahlversuch nicht genutzt. Seite 75 – Zusammenf assung – Im zweiten Wahlversuch haben sich die Linien bei der Aufnahme der unterschiedlichen Substrate und in den Anforderungsprofilen nicht unterschieden. Die Tiere haben in diesem Durchgang, jedoch im Vergleich zum 1. Wahlversuch die schwierige Anordnung genutzt. Zwischen erstem und zweitem Wahlversuch lag jedoch eine längere Zeitspanne, sodass altersbedingte Faktoren zu tragen kommen könnten. Um die Stärke der Motivation zum Federfressen zu beurteilen, wurden 28 Tiere aus der Gruppe der 40 Tiere aus Wahlversuch 1 ausgewählt und in der operanten Konditionierung getestet. Zwei unterschiedliche Anforderungsschemata wurden verwendet: Mit Hilfe der „Fixed Ratio“(FR) wurden die Anforderungen (Pickschläge) täglich sukzessive von FR 1 bis FR 20 für Futter bzw. FR 10 für Mehlwürmer erhöht. Bei einer Fixed Ratio wird während eines Durchgangs eine im Vorhinein festgelegte Anzahl von Pickschlägen (FR1 = 1mal Picken, FR3 = 3mal Picken) gefordert. Anschließend wurden mit Hilfe der „Progressive Ratio“(PR) die Hennen mit Mehlwürmern und mit Federn aufeinander folgend getestet. Bei einer PR werden die geforderten Pickschläge, entsprechend eines vorher festgelegten Schemas, während des Testdurchgangs erhöht (3mal FR1, dann 3mal FR3, usw.). Futter und Mehlwürmer wurden in der operanten Konditionierung zur Validierung des Systems eingesetzt. HFP haben eine höhere Anzahl an Trogöffnungen mit Mehlwürmern oder Federn und eine signifikant höhere Anzahl an Pickschlägen für Federn als Belohnung erreicht als LFP. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass HFP gegenüber LFP eine Präferenz für das Fressen von Federn zeigten. Da die Tiere insgesamt aber die Federn überwiegend aufnahmen und sich weniger damit beschäftigen, scheint der Zusammenhang zwischen Federpicken und Federfressen bestätigt. Seite 76 - Summary – 8 Summary The focus of this thesis is to unveil the dependency of feather pecking as an expression of explorative behaviour (foraging and activity) and the actual ingestion of feathers. The survey of motivation ratio was realized through conduction a preference test. This was performed by two substrate variations (feathers and feed) at three different grades of accessibility within the trial location. In addition the strength of motivation was measured by force records of pecking impacts vial corresponding gratification in a facility for operant conditioning (Skinner Box). The trials have been conducted with White Leghorn hens, which were selected over six generations on performing high (HFP) and low (LFP) feather pecking activity. At first 20 HFP and 20 LFP individuals were tested in the preference test. The choice presented was displayed as loose feathers (for ingestion), affixed feathers (activity), feed and an empty alternative. Each substrate was provided in equal quantity and frequency at all three grades of accessibility. The findings confirm the HFP type to peck a distinct higher degree of feathers than the LFP. Even affixed feathers were found to be atorn for ingestion mainly by the HFP. The highest grade of substrates displayed by transparent plastic foil remained untouched. 28 individual hens (14 HFP and14 LFP) were selected from the group of hens which were tested in the preference test. The strength of motivation was revealed by the operant conditioning method. The hens were taught tit peck at a pecking device for food and mealworms. They were tested with a fixed (FR)reinforcement schedule. By using the FR the hens had to peck in the pecking device for a determinate number (1, 5, 10, ...). The number of pecks with had to be fulfilled by the hens where increased after each testing period until twenty by the increments of five. The described experiments were succeeded by a progressive ratio (PR = reinforcement schedule, which includes a successive increase of pecking impacts within a testing period (3x1, 3x3, 3x5, etc.) Mealworms were used to validate the system. Pecking without a reward was checked to pose as reward Seite 77 - Summary – itself for the conditioned hens. In contrast to the LFP, the HFP (positive and negative evidence) performed a higher motivation expressed by the pecking frequency for feathers. This meets the results of the first preference test. For the second preference test 23 remaining hens (12 HFP and 11 LFP) were tested. Since affixed festhers were ingested and substrate underneath the transparent foil remained unattended in the first preference test, the dispositions of the choises were modified. Affixed feathers were removed and transparent foil was changed into non transparent plastic foil. Visual examination of the covered substrate was disqualified. Furthermore the social partner was moved from the nearby compartment to a place where contact was reduced to an audio exposure. The results of the second preference test provided no further evidence of feather pecking motivation of the conditioned individuals. HFP and LFP results showed no further discrepancy. The results of the present experiments are in contrast to the exisiting hypothesis that describes the motivation of feather pecking mainly as driven by foraging and exploration behaviour, as well as boredom. It is assumed that ingestion of feathers is a relevant issue of the motivation for feather pecking. Seite 78 – Abbildungsver zeichnis – 9 Abbildungsverzeichnis Abbildung 2-1: Schematische Darstellung der Skinnerbox.......................................... 11 Abbildung 3-1: Haltung der Tiere in den Käfigen......................................................... 20 Abbildung 3-2.Testarena für Wahlversuche unterteilt in Bereich für Testtier und Bereich für Sozialpartner............................................................................................. 21 Abbildung 3-3: Frei zugänglichen Wahlmöglichkeiten (fixierte Federn, lose Federn, Futterpellets und ein unbefülltes Schälchen) wurden auf dem Boden der Testarena aufgestellt (Anforderung 1) ........................................................... 23 Abbildung 3-4: Die Löcher der Lochplatte wurden mit den Wahlmöglichkeiten (lose Federn, Pellets, fixierte Federn und ein unbefülltes Loch) gleichmäßig bestückt, dann wurde die Hälfte der Löcher mit Folie abgedeckt. Die offenen Löcher entsprachen Anforderung 2, die abgedeckten Löcher (Anforderung 3) ....................................................................................................................... 24 Abbildung 3-5: Schematische Darstellung der Skinnerbox für Hühner, wie sie auch in vorliegender Arbeit genutzt wurde.................................................................. 30 Abbildung 5-1: Prozentuale Aufnahme von losen Federn, Federn aus der Fixierung und Futterpellets von Hennen, die auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden ........................................................................................................... 43 Abbildung 5-2:Prozentuale Aufnahme von losen Federn, Federn aus der Fixierung und Futterpellets von Hennen, die auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden ........................................................................................................... 45 Abbildung 5-3: Prozentuale Aufnahme von losen Federn und Futterpellets aus den drei unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen, für Hennen, welche auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden ............................................ 51 Abbildung 5-4: Prozentuale Aufnahme von losen Federn und Futterpellets aus den drei unterschiedlich schwer erreichbaren Anforderungen, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden ........................................ 55 Abbildung 5-5: Durchschnittliche Anzahl von Pickschlägen für Futter, dargestellt als Regression über die steigenden Anforderungen bei FR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden ........ 56 Abbildung 5-6: Durchschnittliche Anzahl der Trogöffnungen für FR 1- 20 für Futter als Belohnung, als Regression dargestellt, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden ..................................... 57 Abbildung 5-7: Durchschnittliche Anzahl von Pickschlägen für Mehlwürmer dargestellt, als Regression bei steigender Anforderungen der FR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden .............. 58 Abbildung 5-8: Anzahl der Trogöffnungen für FR 1, 5 und 10 und Mehlwürmer als Belohnung, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden ............................................................... 59 Abbildung 5-9: Maximale Anzahl von Pickschlägen für Federn, Mehlwürmer und leeren Trog bei PR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Seite 79 – Abbildungsver zeichnis – Federpickaktivität selektiert wurden ............................................................... 61 Seite 80 - Tabellenver zeichnis – 10 Tabellenverzeichnis Tabelle 3-1: Anforderung, Erreichbarkeit, Zugang und Befüllung der Wahlmöglichkeiten, für Hennen, welche auf hohe (HFP) und niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, im Wahlversuch mit durchsichtigen Vorhängen präsentiert wurden ....................................................................... 22 Tabelle 3-2: Anforderung, Erreichbarkeit, Zugang und Befüllung der Wahlmöglichkeiten, welche Hennen, die auf hohe (HFP) und niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, im Wahlversuch mit undurchsichtigen Vorhängen, präsentiert wurden ...................................................................... 28 Tabelle 3-3.: Unterteilung des Anlernzeitraums in die unterschiedlichen Phasen........ 32 Tabelle 3-4: Art der Verstärkungsschemata, Belohnung, Anzahl der Durchgänge und Anzahl der einzelnen Linien, die in der Skinnerbox getestet wurden .............. 33 Tabelle 5-1: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus den frei erreichbaren Schälchen (Anforderung 1), für Hennen die auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über acht Durchgänge........................................................ 37 Tabelle 5-2: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus der Lochplatte (offen, Anforderung 2), für Hennen, die auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über acht Durchgänge................................................................ 39 Tabelle 5-3: Latenz und Häufigkeit des Aufsuchens der angebotenen Wahlmöglichkeiten, von Hennen welche auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden, hinsichtlich der Unterschiede zwischen unterschiedlich schweren erreichbaren Anforderungen .......................................................... 41 Tabelle 5-4: Latenz und Häufigkeit des Aufsuchens der angebotenen Wahlmöglichkeiten, von Hennen welche auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, hinsichtlich der Unterschiede zwischen unterschiedlich schweren erreichbaren Anforderungen .......................................................... 44 Tabelle 5-5: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus den frei erreichbaren Schälchen (Anforderung 1), für Hennen die auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über vier Durchgänge......................................................... 46 Tabelle 5-6: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus der Lochplatte (offen, Anforderung 2), für Hennen, welche auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit über beide Linien über vier Durchgänge......................................................... 47 Tabelle 5-7: Latenz, Häufigkeit und Aufnahme für die unterschiedlichen Wahlmöglichkeiten aus der Lochplatte (mit Folie, Anforderung 3), für Hennen, welche auf hohe (HFP) und auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, sowie der Gruppenmittelwert für die entsprechende Wahlmöglichkeit Seite 81 – Tabellenver zeichnis – über beide Linien über vier Durchgänge......................................................... 49 Tabelle 5-8: Latenz und Häufigkeit der aufgesuchten Wahlmöglichkeiten für die drei Anforderungen, für Hennen, welche auf hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden............................................................................................ 50 Tabelle 5-9:Latenz und Häufigkeit der aufgesuchten Wahlmöglichkeiten für die einzelnen Anforderungen, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) Federpickaktivität selektiert wurden, dargestellt ............................................. 53 Tabelle 5-10: Mittlere Anzahl von Trogöffnungen, mittlere Anzahl von Pickschlägen für den Zugang zu Federn, Mehlwürmern und den leeren Trog, sowie die mittlere Aufnahme bei PR, für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden ............................................................... 60 Tabelle 5-11: Anzahl von Trogöffnungen und die Aufnahme bei Durchgängen bei PR, für die drei Belohnungsarten (Federn, Mehlwürmer und leerer Trog) für Hennen, welche auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden............................................................................................ 62 Tabelle 5-12: Mittelwerte Anzahl von Pickschlägen bei PR und unterschiedlichen Belohnungen (Federn, Mehlwürmer, leerer Trog) für Hennen, die auf niedrige (LFP) und hohe (HFP) Federpickaktivität selektiert wurden............................ 63 Seite 82 – Literat ur ver zeichnis – 11 Literaturverzeichnis Aerni, V. 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Hohenheim, den 25.08.06 Kirsten Häusler Seite I - Anhang - Lebenslauf Persönliche Daten Kirsten Häusler Möhringerstr. 153 70199 Stuttgart Telefon (privat) 0711 605436 Handy 0163 2575707 Geburtsdatum, -ort 06.10.1977, Böblingen Staatsangehörigkeit deutsch Konfession konfessionslos Familienstand ledig Ausbildung 1983 - 1987 Buchhaldenschule, Aidlingen 1987 - 1996 Lise-Meitner-Gymnasium, Böblingen Abschluss: Abitur 10/1997 - 04/2004 Universität "Hohenheim", Stuttgart-Hohenheim Schwerpunkt: Verhaltensforschung Abschluss: Agr. Biol., Note: 2.3 Thema d. wiss. Arbeit: Das Wühlverhalten Iberischer Schweine auf einer Dehesa in Südspanien Seite II - Anhang - Berufliche Daten 05/2004 - 04/2006 Wissenschaftliche Angestellte im Rahmen des DFG-Projektes BE 747/11-1, Stuttgart-Hohenheim Aufgaben: Betreuung von Studenten Organisation von Übungen Erstellung von Arbeitplänen Projektplanung Selbstständiges Arbeiten mit spezieller Auswertungssoftware Selbstständiges Arbeiten mit speziellen Statisktikprogrammen 05/2004 - 04/2006 Doktorandin, Universität Hohenheim, Stuttgart Hohenheim Aufgaben und Erfolge: 05/2006 - 06/2006 Wissenschaftliche Hilfskraft, Universität Hohenheim, Stuttgart- Hohenheim Aufgaben und Erfolge: Auswerten von Wärmebildaufnahmen mit spezieller Software Weiterbildung 02/2002 - 02/2002 Sicherheit im Laborbertrieb, Universtität Hohenheim, Stuttgart 09/2004 - 09/2004 Grauiertenkurs, Universität Hohenheim, Unterer Lindenhof Kenntnisse & Fähigkeiten Fremdsprachen Englisch: ausgezeichnete Kenntnisse Französich: Grundkenntnisse Spanisch: Grundkenntnisse Stuttgart, 19.06.2006 Seite III - Anhang - Danksagung Bei Herrn Prof. Dr. Bessei möchte ich mich für die Überlassung des Themas und die Unterstützung bedanken. Bei Fr. Dr. Harlander-Matauschek möchte ich mich für die freundliche Betreuung und die effizienten Hilfestellungen und die vielen lehrreichen Unterhaltungen besonders bedanken. Bei Hr. Dr. Kjaer für die Bereitstellung der Testtiere. Bei meinen Eltern und meinem Freund ohne deren Unterstützung ich die Arbeit nie hätte fertig stellen können. Meiner leider zu früh verstorbenen Hündin Nala, die den ganzen Stress während der Anfertigung der Arbeit mitgemacht hat und mir eine wahnsinnig große Stütze war. Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen des DFG-Projekts BE 747/11-1. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gilt daher mein Dank für die finanzielle Unterstützung. Seite IV