Behavioural and endocrinologieal changes during the process of

Arch. Tierz., Dummerstorf 43 (2000) Sonderheft, 153-158 Aus der Westfälischen Wilhelms-Univcrsitat MUnsler

CHRISTINE KÜNZL und NORBERT SACHSER

Auswirkungen der Domestikation auf Verhalten und endokrine Anpassungsreaktionen beim Meerschweinchen Summary Title of the paper: Behavioural and endocrinologieal changes during the process of domestication in guinea Ä s study wild (Cavia aperea) and domestic guinea pigs (Cavia aperea f. porcellus) were compared with espect to spontaneous behaviour and endocrinologieal parameters to elueidate the process of domestication in this species In 120h of Observation time the behaviour of 5 groups of wild and 7 groups of domestic guinea pigs each consisting of one adult male and two adult females, was analysed quantitatively. To assess the reactivity of the pituitary-adrenocorticaKPAC) and the sympathetic-adrenomedullary(SAM) Systems serum cortisol-, ep nephrine and norepinephrine-titres were determined. The following significant behavioural dtfferences were found' th domesticated guinea pigs were distinctly less attentive to their physical environment; they were less " g essiv and dlsplayed'more sociopositive beh.viot.rs than their wild ancestor, Male domestic gutnea pigs dTsplayed more male courtship behaviour towards the females than wild cavies. The organism s endoer r actions of adjustment to the environment also differed between wild and domestic forms: the reactivity ofthe SAM and the PAC System was markedly reduced in the domesticated animals. Thus. in guinea p p the process of domestication has led to typical behavioural traits which have also been found in compartsons between wild and t S S t ü m of other sp'ecie, The decreased reactivity ofthe organism'* stress axes car, e: re garded as a physiological mechanism which helps domesticated animals to adjust to man-made housing cond.tions Key Words: Cavia aperea. Cavia aperea f. porcellus, domestication, guinea pig, endocrine stress response

Zusammenfassung Die Studie untersuchte am Meerschweinchen die Auswirkungen des Domestikationsprozesses auf Verhalten sowie endokrine Anpassungsreaktionen. Haus- (Cavia aperea f. porcellus) und W.ldmeerschwemchen, < C ™ anZea) wurden dazu vergleichend untersucht. In 120 Stunden Beobachtungsze.t wurde das Verhalten von 7 tTaus- und 5 Wildmeerschweinchengruppen, jeweils bestehend aus einem adulten Männchen und 2 adullen Weibchen quantitativ erfaßt. Um die Reaktivität des HyPophysen-Nebennierenrinden(HNNR-)- und des SymDathikus-Nebennierenmark(SNNM)-Systems zu charakterisieren, wurden von den Männchen Cortisol-, Adrenalin und No adrenalinkonzentrationen im Serum bestimmt. Die domestizierten Tere waren weniger aggressiv, zeigten mehr soziopositives Verhalten und schenkten ihrer Umgebung weniger Aufmerksamst als die WiWlee schw inchen Hausmeerschweinchenmännchen führten mehr Werbe- und Sexualverhalten aus als die Man en der Wildform. Die endokrinen Anpassungsreaktionen unterschieden sich ebenfalls signifikant D e Reak ivität des HNNR- und des SNNM- Systems war bei der Domestikalionsform deutlich reduziert. Damit hat b a t ^ M e schweinchen der Domes.ikationsprozeß zu typischen Veränderungen im Verhalten geführt die: auch bem V e r l i e h Ton Wild- und Haustierform anderer Arten gefunden wurden. Die reduzierte Reaktivität des HNNR- und SNNM-Systems könnte als physiologischer Mechanismus angesehen werden, der es domesüz.erten Tieren erlaubt, sich an die vom Menschen geschaffenen Bedingungen anzupassen. Schlüsselwörter: Cavia aperea, Cavia aperea f. porcellus, Domestikation, Meerschweinchen, endokrine Anpassungsreaktionen

Einleitung Seit Jahrtausenden prägen Haustiere die Geschichte der Menschheit. Sie entstanden ursprünglich durch eine viele Generationen und Jahrhunderte fortlaufende, allmähliche Umwandlung von Wildtierpopulationen in Haustiere, die sogenannte Domestikation (HERRE und ROHRS, 1990). Unsere heutigen Haustiere sind daher aus kleinen Gruppen von Wildarten hervorgegangene Bestände, die unter dem Einfluß des Menschen

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von ihrer Stammart isoliert wurden, sich über Generationen hinweg den speziellen Bedingungen des Hausstandes anpaßten und sich unter der Kontrolle des Menschen zu domestizierten Formen entwickelten (BENECKE, 1994; CLUTTON-BROCK 1992HERRE und ROHRS, 1990). Der Prozeß der Domestikation und die damit verbundene Anpassung an das Haustierleben gehen mit prägnanten Veränderungen in MorphologlC Und V e r h a l t e n e i n h e r g i e (DARWIN, 1868; HERRE und ROHRS 1990' IMMELMANN et al., 1996). ' Hausmeerschweinchen (Cavia aperea f. porcellus) sind ursprünglich aus Südamerika stammende Haust.ere, die heute weltweit verbreitet sind. Sie wurden vor ca. 3000 6000 Jahren von den altindianischen Kulturen des südamerikanischen Andengebietes domestiziert (GADE, 1967; HÜCKINGHAUS, 1961; WING, 1972). Anhand anatomischer und morphologischer Studien läßt sich das in Südamerika weit verbreitete Wildmeerschweinchen (Cavia aperea) zweifelsfrei als Stammform des Hausmeerschweinchen testlegen (GADE, 1967; HÜCKINGHAUS, 1961; WEIR 1972) Wild meerschwe.nchen zählen zu den häufigsten südamerikanischen Nagetieren und ihr Verbreitungsgebiet erstreckt sich von Kolumbien bis nach Argentinien. Da sich sowohl die Wild- als auch die.Haustierform der Meerschweinchen problemlos im Labor halten und züchten läßt, bietet diese Spezies die Möglichkeit Fragen zur Domestikation zu analysieren. Die vorliegende Studie untersuchte am Beispiel des Meerschweinchens die Auswirkungen der Domestikation auf das Verhalten und die endokrinen Anpassungsreaktionen der Tiere. Tiere, Material und Methoden Tieie: Alle analysierten Tiere entstammten der institutseigenen Zucht. Die Hausmeerschweinchen (Cavia aperea f. porcellus) sind Tiere eines kurzhaarigen, mehrfarbigen Zuchtstammes. Alle Wildmeerschweinchen (Cavia aperea) waren Nachkommen von Wildtieren, die 1974 in der Provinz von Argentinien gefangen worden waren. Haltungsbedingungen: Untersucht wurden 5 Wild- und 7 Hausmeerschweinchengruppen, die jeweils aus drei nicht verwandten, ca. gleich alten (max. Altersunterschied 30 Tage) Tieren bestanden: ein Männchen und zwei Weibchen. Zu Beginn der Datenaufnahme waren alle Tiere adult und mindestens 4 Monate alt, und alle Weibchen multipar. Während der Datenaufnahmen waren keine Jungtiere anwesend und mehr als 90% der Weibchen waren trächtig. Die Tiere entstammten aus großen Zuchtgruppen und lebten seit ihrer Entwöhnung von der Mutter unter standardisierten Bedingungen (Bodenhaltung, Gehegegröße Im2, Raumtemperatur 20±2 °C, Lichtphase: 7 00-19 00 Uhr) in den Versuchsgruppen. Pelletiertes Meerschweinchenfutter, Haferflocken und mit Vitamin C angereichertes Wasser standen ad libitum zur Verfügung. Erfassung der Verhaltensdaten: Mit Hilfe einer Videokamera wurde jede Gruppe innerhalb von 14 Tagen viermal je 2,5 Stunden (8-10.30 Uhr) aufgezeichnet (Gesamtzeit: 120 Stunden) und das Verhalten der Tiere quantitativ erfasst (mehr als 30 Verhaltensweisen; Methode: continuous recording, focal animal sampling- vgl MARTIN und BATESON, 1993). '

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Erfassung streßphvsiologischer Parameter: Innerhalb des 14-tägigen Versuchszeitraums wurden von den Männchen der beiden Meerschweinchenformen solche endokrine Parameter bestimmt, die das Hypophysen-Nebennierenrinden(HNNR)-System und das Sympathikus-Nebennierenmark(SNNM)-Systern charakterisieren. Als Indikator für die Reaktivität des HNNR-Systems diente der Anstieg der Cortisolkonzentrationen im Serum der Männchen während einer akuten Standardbelastung. Dazu wurden die Tiere aus ihren Heimatgehegen entnommen und in ein leeres, unbekanntes Gehege gesetzt. Vor Beginn des Tests (13 Uhr) und während des Tests (nach 60 Minuten) wurden dem Tier innerhalb von maximal 3 Minuten Blutproben aus den Ohrgefäßen entnommen und daraus die Serum-Cortisolkonzentrationen radioimmunologisch analysiert. Eine Woche später wurde den Männchen wiederum eine Blutprobe entnommen (um 13 Uhr, innerhalb von 5 Minuten) und radioenzymatisch die Serumkonzentrationen der Catecholamine Adrenalin und Noradrenalin bestimmt, die die Reaktivität des SNNM-Systems in einer akuten Belastungssituation reflektieren. Für eine genauere Darstellung der Methoden siehe KÜNZL und SACHSER (1999). Statistische Auswertung: Unterschiede zwischen Wild- und Hausmeerschweinchen wurden mit Hilfe des Mann-Whitney U-Tests überprüft (zweiseitig; Wildmeerschweinchen N=5, Hausmeerschweinchen N=7). Als Signifikanzniveau wurde dabei eine Irrtumswahrscheinlichkeit von 5% (p