Tauch- und Futtersuchstrategien der
Australischen Schwimmratte
Hydromys chrysogaster
- Kontext
- Fragestellungen
- Verwendung des Vibrissensystems zur Futtersuche
- Untersuchung zum Einsatz anderer Sinnesorgane
- Ausbeutung verschiedener Futtertyp-Angebote
- Abbruchkriterium für Futtersuche
- Simultanes Angebot verschiedener Futtertypen
- Umschaltschwelle für Fressen unter Wasser
- Tauchoptimierung und Suchstrategien
- Habitatsanalysen - Tauchgewässer und Beuteangebot / Freilandstudie
Der Kontext: Semiaquatische Landwirbeltiere, die ihre Nahrung unter Wasser finden, benötigen gleichermaßen für das Leben an Land wie im Wasser besondere Anpassungen. Das gilt neben Morphologie, insbesondere der Fortbewegungs- und Sinnesorgane, vor allem für die physiologischen Merkmale, die die Sauerstoffversorgung unter Wasser gewährleisten, und die Verhaltensweisen sowie deren räumliche und zeitliche Verteilung. Die Tiere müssen sich opportunistisch auf wechselnde Situationen von Futterverfügbarkeit einstellen und flexibel auf unterschiedliche Anforderungen im Tauchverhalten reagieren. Während der Futtersuche sollte die Ausbeute an Futter pro Zeiteinheit optimiert werden, um einen möglichst hohen Nutzen bei geringsten Kosten zu erreichen. Das Tauchverhalten als energetisch aufwendige, zeitlich begrenzte Verhaltensweise sollte in besonderem Maße einer Optimierung unterliegen, folglich sollte möglichst viel Futter pro Zeiteinheit bei geringstem Aufwand erbeutet werden. Solche Daten sind bei tauchenden Tieren nur schwer zugänglich. Ein Tier, an dem sich experimentelle Untersuchungen zum Tauchverhalten leicht durchführen lassen, ist die Australische Schwimmratte. Fragestellungen: Vibrissensystem Über das Vibrissensystem ist bislang wenig bekannt, die hohe räumliche und zeitliche Auflösungsfähigkeit zeigt jedoch, daß es ein hochspezialisiertes System mit zahlreichen Eigenschaften sein muß, die sonst eher bei "höheren" Sinnen vermutet werden. Eine genauere Beschreibung fehlt bislang. Untersuchung zum Einsatz anderer Sinnesorgane Voruntersuchungen haben den Einsatz von Augen oder anderen Fernsinnesorganen bei der Futtersuche unter Wasser bereits unwahrscheinlich gemacht, doch waren diese Versuche nicht geeignet, die Art der Futter-Detektion eindeutig zu zeigen. Hier werden weitere Versuche anschließen. Ausbeutung verschiedener Futtertyp-Angebote Die Futtererbeutung pro Zeiteinheit sinkt mit der Tiefe, bei kleinen Futterstücken wesentlich früher und stärker als bei großen; bei letzteren ist die zeitliche Effektivität deutlich höher. Für beide Futtertypen gibt es einen Tiefenbereich höchster Tauchleistung. Für große Futterstücke wird deutlich mehr investiert, sowohl in Leistung als auch durch intensivere Ausbeutung mit mehr Tauchgängen insgesamt. Mit den bisherigen Daten (Mehlwürmer und Fischstücke als Futter) ist weder eine Trennung zwischen Qualität und Quantität des Futters möglich, noch wurden Versuchsreihen mit verschieden großen Futterstücken eines Futtertyps oder verschiedenen Anfangsfutterdichten durchgeführt. Abbruchkriterium für Futtersuche Das Futtersuchverhalten sollte bei Effizienz-Maximierung von der Tiefe bzw. Entfernung des Futters abhängig sein: Da die Tiere jedesmal zum Fressen auftauchen, steigt der Aufwand für die Nahrungssuche mit der Tauchdauer stark an. Es ist zu erwarten, daß es in jeder Tiefe einen Minimalwert für die Ergiebigkeit des Futters gibt, unter der auf die Ausbeutung verzichtet wird. Bisherige Daten zeigen, daß die Schwimmratte ein dichte- und tiefenabhängiges Kriterium für die Suche an einem Futterplatz verwendet, das zum Abbruch führt, sobald die Häufigkeit erfolgloser Tauchgänge einen je nach Attraktivität des Futters unterschiedlichen Wert erreicht. Das Tier verringert die maximale Suchdauer abhängig davon, wie wahrscheinlich ein weiterer Futterfund in der verbleibenden Tauchdauer ist, d. h. es reagiert auf die aktuelle Rest-Futterdichte. Zusätzlich ist es möglich, durch Kalorimetrie des Futters und Messung einiger Stoffwechselparameter auch quantitative Aussagen über den Energiegehalt des Futters und die Beziehung zu energetischen Kosten und Nutzen des jeweiligen Tauchganges zu machen. Simultanes Angebot verschiedener Futtertypen Modelle für die Futtersuche bei Futter, das gleichzeitig in zwei Typen geboten wird, zeigen, daß es eine Schwelle in Abhängigkeit von der Reisedauer gibt, ab der weniger lohnendes Futter nicht mehr genommen wird. Gibt es zeitabhängige Kosten der Futtersuche, z. B. beim Tauchen durch steigende Erholungszeiten, sinkt diese Schwelle während des Tauchganges, d. h. das Tier wird weniger wählerisch. Die Folge ist, daß letztlich auch Auftauchen ohne Futter optimal werden kann. An der Schwimmratte sollten sich solche Schwellen leicht bestimmen lassen, sowohl dichte- wie tiefen- und tauchdauerabhängig. Umschalt-Schwelle für Fressen unter Wasser Das Umschalten auf die Strategie des mehrfachen Fressens unter Wasser zeigt eine ähnliche Schwelle. Aus den bisherigen Daten ist abzulesen, daß sie sowohl von Tiefe bzw. Reisedauer wie auch von Futterdichte und Futtergröße abhängig sein muß. Die genaue Bestimmung des Einflusses jeder dieser Parameter sollte mit wenigen Versuchsreihen möglich sein. Tauchoptimierung und Suchstrategien Die Schwimmratten sind weit weniger an das Leben im Wasser angepaßt als die meisten anderen nach Tauchoptimierung untersuchten Tierarten. Tauchoptimierung ist daher nur während sehr enger Zeiträume zu erwarten, wie sie Versuchsbedingungen bieten können, aber auch im Freiland bei Jagd nach nur kurzzeitig verfügbarer Beute oder bei eingeschränktem Zeitbugdet (Aufzucht von Jungtieren, Jagd nur zu bestimmten Tageszeiten möglich) denkbar sind. Daher ist eine Limitierung der für die Tiere zur Verfügung stehenden Zeit geplant. Besonderes Augenmerk sollte den Suchschemata der Schwimmratten auf dem Beckenboden gewidmet werden. Eine Computersimulation legte nahe, daß die Findewahrscheinlichkeit für Futter und die Wahrscheinlichkeit, Bodenfelder erneut abzusuchen, Einfluß auf die Suchdauern haben. Diese Werte sind noch nicht bekannt, ließen sich aber mit Videoaufzeichnungen der Futtersuche bestimmen. Es wäre denkbar, daß bei verschiedenen, gleichzeitig angebotenen Futtertypen unter bestimmten Bedingungen verschiedene Suchstrategien angewendet werden. Besonders bedeutsam ist, daß die Tiere dabei stets nur sehr lokal begrenzte Information über das Futterangebot bekommen und folglich eine sukzessive Strategie entwickeln müssen. Die ausschließliche Orientierung der Schwimmratten mit dem Vibrissensystem ermöglicht es daher, zeitabhängige Futtersuchstrategien zu untersuchen, ohne das Futter auch für den Beobachter verstecken zu müssen. Habitatsanalysen - Tauchgewässer und Beuteangebot - Feststellung der Bedingungen, unter denen Tauchverhalten und Futtersuche in der Natur stattfinden - Welche Optionen für Tauchverhalten Futtersuche bieten sich den Tieren überhaupt? - Überprüfung von Hypothesen zum natürlichen Habitat, die anhand der Daten und des Verhaltens im Labor aufgestellt wurden - Erklärungsansätze für Verhaltensphänomene aus dem Labor, die bislang nur schwer interpretierbar sind, z.B. ausschließliche Futtersuche unter Wasser mit Vibrissen, wechselnde Ortsstetigkeiten statt Seitenstetigkeit, keine Präferenzbildung für eine Futtersorte. - Inwieweit ist das Verhalten der Tiere (auch im Labor) durch Anpassung an den Lebensraum zu erklären? - Vergleichbarkeit der Labordaten mit der Situation für die Art in Südost-Australien
Anmerkung: Dieses frühe Proposal ist kein Arbeitsplan für die Doktorarbeit, sondern eine Ideensammlung zu Fragen, welche während der Diplomarbeit auftraten. Abhängig vom Ausgang der Versuche wurden unterschiedliche oder zusätzliche Fragestellungen untersucht.
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