aus Sicht der Nutztierethologie

DAF‐Tagung
Nutztierhaltung:
Herausforderungen und Implikationen für die Forschung
Berlin, 25.−26. Oktober 2016
Was ist Tierwohl?
…aus Sicht der Nutztierethologie Gekürzte PDF‐Version des Vortrages
Birger Puppe Institut für Verhaltensphysiologie, Leibniz‐Institut für Nutztierbiologie, Dummerstorf
Professur für Verhaltenskunde, Agrar‐ und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Universität Rostock
DAF-Tagung 2016
Nutztierhaltung: Herausforderungen und
Implikationen für die Forschung
Prof. Dr. rer. nat. habil. Birger Puppe
Berlin, 25.−26. Oktober 2016
Was ist Tierwohl? Zunächst: Ein rechtlich‐ethischer Ausgangspunkt − Tierschutzgesetzgebung (D)
Erster Abschnitt: Grundsatz
§1
Zweck dieses Gesetzes ist es, aus der Verantwortung des Menschen für das Tier als Mitgeschöpf dessen Leben und Wohlbefinden zu schützen. Niemand darf einem Tier ohne vernünftigen Grund Schmerzen, Leiden
oder Schäden zufügen.
Zweiter Abschnitt: Tierhaltung
§2
1.
...das Tier nach Art und Bedürfnissen...angemessen ernähren, pflegen und verhaltensgerecht unterbringen...
2.
...artgemäße Bewegung nicht einschränken...
3.
...erforderliche Kenntnisse und Fähigkeiten des Personals...
Grundgesetz seit 2002: Staatsziel Tierschutz BGBl I, S. 1207, 18. Mai 2006
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… aus Sicht der Nutztierethologie? Zunächst: Was ist überhaupt Verhalten …aus Sicht der Verhaltensbiologie (Ethologie)
Verhaltensbiologie (Ethologie), ist eine Disziplin der Biologie, die mit wissenschaftlichen Methoden das Verhalten von Tieren und Menschen untersucht
Verhalten = Bewegungen, Lautäußerungen und Körperhaltungen eines Tieres, sowie diejenigen äußerlich erkennbaren Veränderungen, die der gegenseitigen Verständigung dienen und damit beim Partner ihrerseits Verhaltensweisen auslösen können…
Klaus Immelmann, Wörterbuch der Verhaltensforschung, Paul Parey
Verhalten = Gesamtheit der intern verursachten Aktionen und der Reaktionen auf Umweltreize…
→ innere und äußere Auslöser des Verhaltens
Rolf Gattermann Wörterbücher der Biologie. Verhaltensbiologie, Fischer Verlag
Verhalten = Organismische Interaktion mit der Umwelt auf der Grundlage eines Informationswechsels im Dienste der individuellen, ökologischen und reproduktiven Fitness... → Fitnessmaximierung
Günter Tembrock, Verhaltensbiologie, Fischer Verlag
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Fragestellungen zum Verhalten? …aus Sicht der Verhaltensbiologie (Ethologie)
DievierFragenvonNikolaasTinbergen (1963)
Wie
desVerhaltens=proximat
1. Verursachung des Verhaltens → Mechanismen der Verhaltenssteuerung
(intern und extern)
2. Ontogenese des Verhaltens → Mechanismen der Verhaltensentwicklung (Ontogenese)
Warum
3. Fitnesswert des Verhaltens desVerhaltens=ultimat
→ Konsequenzen des Verhaltens
(adaptiver Wert, Überlebens‐ und Fortpflanzungserfolg)
4. Phylogenese des Verhaltens → Ursprung des Verhaltens
(stammesgeschichtliche Entstehung)
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Verhalten als Tier−Umwelt−Interaktion
Die emotionale Dimension des Verhaltens
ABER: Individuen treffen (auch) kognitiv‐emotionale Bewertungen über die sie betreffende Relevanz eines Ereignisses (z.B. angenehm vs. unangenehm, belohnend vs. bestrafend etc.), anhand derer sie über geeignete Reaktionen „entscheiden“.
Evolution: Emergenz mentalerErlebnisse=MittelzurIntegrationvielfältigerImpulseimGehirn
● Anatomisch‐funktionell: limbisches System=befindlichkeitsrelevanteGehirnstrukturen
●
Emotionen = sind intensive, reflektive Wahrnehmungen von Antriebs- und
Bewertungszuständen mit (überwiegend) kurzfristigen affektiven Reaktionen.
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Verhalten als Tier−Umwelt−Interaktion
Die emotionale Bewertungsebene im Verhalten
Individuum
Verhalten
Umwelt
BEDARFSDECKUNG
Selbstaufbau
APPETENZVERHALTEN
Erfahrungen/
Bewertungen:
suchen
Bedarf Handlungsbereitschaft
Motivation Stoffe
Reize
Bedingungen
erkennen
nutzen
meiden
Selbsterhalt
‐
+
● angenehm / sicher
● unangenehm / unsicher
SCHADENSVERMEIDUNG
EMOTIONEN, WOHLBEFINDEN
verändert, nach TSCHANZ et al (1997)
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Nutztierethologie Die (eher) proximate Betrachtungsebene des Verhaltens
Grundlagenethologie
ultimat
„Warum“
Nutztierethologie
proximat
„Wie“
Evolution:Fitnessmaximierung
(Ressourcenzugang,Räubervermeidung,
Fortpflanzung,Jungenaufzucht)
ultimat
„Warum“
?
proximat
„Wie“
Zustand,Bewältigung,Bewertung
(Coping,AnimalWelfare,
Gesundheit,Leistung)
Nutztierethologie = Zweig der Verhaltensbiologie (Ethologie), der das Verhalten von Nutz‐, Haus‐, Labor‐, Versuchs‐ und Zootieren erforscht.
→ Ziel in der Nutztierethologie ist es vor allem die Interaktionen von Tieren mit ihrer Umwelt besser zu verstehen und auf dieser Grundlage Ansätze zur Förderung von Wohlbefinden, Gesundheit und Leistung zu entwickeln.
Lexikon der Biologie, Spektrum Akademischer Verlag
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Nutztierethologie und Animal Welfare
Coping und kognitiv‐emotionale Bewertung
ultimate Faktoren „Warum”
Tier
kognitiv‐emotionale Bewertung
-
nicht erfolgreiches Coping
(keine biologische Funktion)
Coping
(Bewältigung)
Umwelt
Anpassungsrepertoire (Evolution)
proximate Faktoren „Wie“
+
+++
+
Herausforderungen
(Haltungsumwelt)
-
verhaltensphysiologische Reaktionen (physisches und psychisches Wohlergehen nicht erfolgreiches Coping
(keine adäquate Anpassung)
ANIMAL WELFARE
FRASER et al (1997): Animal Welfare 6, 187-205
PUPPE et al (2012): Züchtungskunde 84, 307-313
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Animal Welfare in der Nutztierethologie
„Five Freedoms“ …aus anthropozentrischer Sicht
DiefünfFreiheitsgradedesFarmAnimalWelfareCouncil(FAWC,1979,1992)
1. Freiheit von Hunger und Durst
Wasser / Nahrung
+
2. Freiheit von Schmerzen, Verletzungen oder Krankheiten
Vorbeugung / Therapie / Behandlung
Umsetzung 3. Freiheit von Diskomfort
entsprechende Umweltgestaltung / Zuflucht / Rückzug / Ruhe
4. Freiheit das normale Verhalten auszuführen Platz / adäquate Sozialbedingungen / Beschäftigung
–
5. Freiheit von Furcht, Angst und Disstress
Haltung, Management, Manipulationen ohne mentales Leiden
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Animal Welfare — Wohlbefinden Das Definitionsproblem !!!
Gesundheit
… a state of mental and physical health, where the animal is in harmony with its environment (HUGHES 1976)
Kognition
… is dependent on the cognitive needs of the animals concerned (DUNCAN & PETHERICK 1989)
Emotion
… involves the subjective feelings of animals (DAWKINS 1990)
… is the animal’s perspective on the net balance between positive (e.g. reward) and negative (e.g. distress) experiences of affective states (SPRUIJT 2001)
… involves the presence of positive experiences/emotions (BOISSY et al 2007)
Coping
… is its states as regards its attempts to cope with its environment (BROOM 1986)
… is a state which is indicative of an animal's ability to cope with and to adapt to the environment and to make an emotional assessment of the result (PUPPE 1996)
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Leistungsfähigkeit vs. Herausforderung
Leistungsfähigkeit
Das Yerkes Dodson Law …der Versuch einer (verhaltens)physiologischen Sicht
optimaler Bereich
Erregungsniveau / Aktivierung (Arousal) / Anspannung / Herausforderung
YERKES & DODSON (1908): J Comp Neurol Psychol 18, 459-482
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Wohlbefinden und Herausforderung
gutes
Wohlbefinden
Das Konzept der Allostase − Erreichen von Stabilität durch Veränderung
Regulations‐
kapazität
(Allostase)
schlechtes
Wohlbefinden
neutral
Sollwert
(Homöostase)
optimaler Bereich
Allostatic Load
„use it or loose it“
Hypostimulation
Allostatic Load
„wear and tear“
Hyperstimulation
Herausforderungen durch Haltungsumwelt
KORTE et al (2007): Physiology & Behavior 92, 422-428
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Umweltherausforderung  Umweltanreicherung Verbesserung der biologischen Relevanz von Haltungsbedingungen
Kognitive Umweltanreicherung durch kognitive Herausforderungen =
Nachhaltige Verbesserung in Verhalten, Umweltbewertung und Wohlbefinden
Zootiere
Nutztiere
Hanggi (2009) Anim Cogn
Rekämper & Görlach (1998) J Dairy Sci
Meyer et al (2012) Anim Cogn
Puppe et al (2007) Appl Anim Behav Sci
MEYER et al (2011): Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 123, 446–456
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Wohlbefinden und Umwelt
Das Konzept der kognitiv‐emotionalen Umweltbewertung − Arousal und Valenz
diskrete Zustände
dimensionales Modell
Kognition
Arousal
Haltung
hoch
furchtsam
entspannt
Bestrafungs‐
Vermeidungssystem
beruhigt
+
erregt
erregt
furchtsam
erfreut
erfreut
ängstlich
erfreut
deprimiert
erregt
positiv negativ
Valenz
traurig
traurig
traurig
entspannt
deprimiert
deprimiert
+
beruhigt
mesolimbisches
System
KOGNITIVES ENRICHMENT
ängstlich
Belohnungs‐
Erwerbssystem
Amygdala, ventraler präfrontaler Cortex
niedrig
MENDL et al (2010): Proceedings Royal Society B 277, 2895-2904
ZEBUNKE et al (2011): Animal Behaviour 81, 481–489
PUPPE B et al (2012): Züchtungskunde 84, 307–319
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Umweltanreicherung
Von der Konditionierung zur kognitiv‐emotionalen Umweltanreicherung
1. Orientierendes Verhalten (Appetenz)
▪Exploration
2. Operantes Lernen
▪Kognitiver
Adaptationsprozess
▪Belohnungserwerb
3. Gerichtetes Verhalten
▪Kognitive Adaptation
+
Belohnung
Motivation ↑
Mesolimbisches System ↑
Kognitive Psychologie
Kognitiv‐emotionale Bewertung
+
MANTEUFFEL et al (2009): Animal Welfare 18, 87–95
MANTEUFFEL et al (2009): Applied Animal Behaviour Science 118, 191–198
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Kognitive Umweltanreicherung
Verhaltensphysiologische Reaktionen ●
gleiche Leistung, tendenziell verbesserte Fleischqualität
(Dripverlust, oxidative Muskelfasern)
keine erhöhte Stressbelastung (Speichelcortisol),
● verbesserte Wundheilung (Biopsiewunde),
verbesserte Immunreaktivität (IgG, T‐Zellenproliferation) FIEDLER et al (2005):
DTW 112, 363–386
ERNST (2006): Physiol Behav 89, 448–456
●
erhöhte Bewegungsaktivität, weniger Verhaltensanomalien (Bucht),
verringerte Angst‐/Furchtreaktionen (Verhaltenstest)
PUPPE et al (2007):
Appl Anim Behav Sci 105, 75–86
●
Ansprechen des Belohnungssystems (Amygdala: Downregulation der Genexpression von к‐ und δ‐Opioidrezeptoren)
KALBE & PUPPE (2010):
Genes Brain Behav 9, 75–83
●
Autonome Balance (HF, HRV: Sympathikus/Parasymphatikus) indiziert
emotional positive Bewertung (Aufrufreaktion, Futteraufnahme) ZEBUNKE et al (2011):
Anim Behav 81, 481–489
●
verringertes Aggressions‐ (Bucht), erhöhtes Explorationsverhalten
(Verhaltenstest), Autonome Balance  emotional positive Bewertung
ZEBUNKE et al (2013):
Physiol Behav 118, 70–79
Institut für Verhaltensphysiologie, FBN Dummerstorf
> 80% Lernerfolg: ca. 4-6 Tage bei > 20 Aufrufe/Tag (Mastläufer)
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Emotionale Zustände beeinflussen kognitive Entscheidungen Der Cognitive Bias Ansatz
negativ
Pessimisten
positiv
Optimisten
positiv
negativ
Spatial Judgment Task (DÜPJAN et al (2013): Journal of Veterinary Behavior 8: 485−489)
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Emotionale Zustände beeinflussen kognitive Entscheidungen Der Cognitive Bias Ansatz
Präfrontaler Cortex
basaler Hirnstamm Cingulärer Cortex
Hypophyse
Hippocampus
Amygdala
Striatum
Kontrolle Teststimuli
para-Chlorophenylalanin
negativ
StTRACKE et al Applied ethology 2016 (Proceedings ISAE)
STRACKE et al Psychoneuroendocrinology, submitted
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Animal Welfare − Wohlbefinden Eine Arbeitsdefinition… (Puppe et al 2012)
Tiere sind fühlende Wesen („sentient beings“), deren Wohlergehen in vollem Umfang Rechnung zu tragen ist
EU-Verträge von Lissabon/Amsterdam, 1997
Leben und Wohlbefinden der Tiere ist zu schützen, verhaltensgerechte Unterbringung (seit 2002 Staatsziel Tierschutz, Grundgesetz) Tierschutzgesetz
Tier
Umwelt/Haltung
(Bewertungen)
(Herausforderungen)
Wohlbefinden aus Sicht der Nutztierethologie…
…ist ein Zustand physischer und psychischer Gesundheit, der sich – vor dem Hintergrund individueller, auch kognitiver Ansprüche und Fähigkeiten –
aus dem Prozess der ethologischen und physiologischen Adaptation
bei der Bewältigung von Herausforderungen durch die Umwelt und den dabei gemachten subjektiven Erfahrungen und emotionalen Bewertungen ergibt.
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Tierwohl ?
… der Versuch einer Begriffsverortung
Tierwohl: komplexer − im politisch‐gesellschaftlichen Dialog verwendeter −
bisher aber weitgehend undefinierter und unterschiedlich betrachteter Sammel‐ bzw. Überbegriff….
…scheinbar eher gemeint als ein marketingorientiertes Konzept der
umfassenden Prozess‐ und Qualitätskennzeichnung sowie ‐optimierung auf allen Stufen der Wertschöpfungskette ‚Lebensmittel tierischer Herkunft‘…
Ziel: durch Sicherung von hohen Tierschutzstandards, von tiergerechter Haltung und von hohen Prozess‐ und Produktqualitäten letztlich eine hohe Transparenz und Verbraucherakzeptanz zu erreichen.
In Hinsicht auf das Nutztier sollte (ist?) dieses Konzept dementsprechend auf die Sicherung einer tiergerechten Haltung und auf das Wohlbefinden der Tiere (§ 1 Tierschutzgesetz) ausgerichtet sein (naturwissenschaftliche Basis?)
Schwerin M, Langbein J, Puppe B (2014)
Symposium „Forschung zum Tierwohl“, Bonn
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Tierwohl ?
Anstelle eines Fazits
Wohlergehen
Wohlbefinden
Gesundheit
physisch+psychisch
Tierwohl
Bewertung
kognitiv+emotional
Adaptation/Coping
physiologisch+ethologisch
„Prozessqualität“
KritischeKontrollpunkte
Puppe B (2015): Innovationsforum Tierwohl, Dummerstorf
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KONTAKT
Leibniz‐Institut für Nutztierbiologie FBN
Wilhelm‐Stahl‐Allee 2
18196 Dummerstorf
Kontakt
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Telefax:
E‐Mail:
Internet:
+49 38208 68 800
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www.fbn‐dummerstorf.de