VERHALTENSANALYTISCHE UNTERSUCHUNGEN DES FARBENSEHENS LANDWIRTSCHAFTLICHER NUTZTIERE AM BEISPIEL DER AFRIKANISCHEN ZWERGZIEGE CAPRA HIRCUS L.

Abstract

1\. Ziel dieser Doktorarbeit war, das Farbunterscheidungsvermögen und die Chromazität (Anzahl spektraler Photorezeptortypen) des Farbensehens afrikanischer Zwergziegen (Capra hircus, L.) durch verhaltensanalytische Untersuchungen zu bestimmen (Kap. 1). 2\. Es wurde eine bestehende Software zur Präsentation von definierten Farbreizwerten auf einem Monitor, der Bestandteil einer Apparatur für Wahlexperimente mit Zwergziegen ist, umgeschrieben und weiterentwickelt. Das Programm unterscheidet und registriert jedes Einzeltier anhand seines Responders, protokolliert die Aktionen im Versuchsstand und regelt die Belohnung in Form von Wasser bei Richtigwahl. Die verschiedenen Intensitätsstufen der Farbstimuli wurden mit einem Spektralphotometer (Oriel, Darmstadt) in Abhängigkeit von der Wellenlänge vermessen und graphisch dargestellt (Kap. 2, Anhang A). 3\. In unbelohnten Tests für die Farbreize Rot , Grün und Blau konnte keine Präferenz für oder Abneigung gegen einen der präsentierten Stimuli festgestellt werden (Kap. 3.1.1, 3.1.2). 4\. Für jedes Tier wurden Lernkurven erstellt, die unterschiedliche Verläufe für die Einzeltiere zeigen und das jeweilige Akquisitionsniveau darstellen. Dieses liegt für alle Tiere und alle präsentierten Farbreize bei > 95 % Richtigwahlen (Kap. 3.2). 5\. Durch zwei verschiedene Methoden konnten 1) die absolute Sichtbarkeitsschwelle (Auf- und Ab-Methode) und 2) die Intensitätskurven (randomisierte Reizpräsentation), die die Abhängigkeit der Wahlhäufigkeit von der relativen Intensität darstellen, für jeden der Farbreize und jedes der Tiere erstellt werden (Kap. 3.3 und 3.4). 6\. Anhand von individuellen Intensitätskurven wurden für das jeweilige Versuchstier gleichhelle Farbreize ermittelt (Intensität der Farbreize bei 90% Richtigwahlen) und gegen einen gleichhellen achromatischen Stimulus getestet. Alle Tiere konnten mit mindestens 68% Richtigwahlen die Farbreize Rot , Grün und Blau von Grau unterscheiden, sowie die Farbreize Gelb , Türkis und Violett mit mindestens 60% Richtigwahlen (Kap. 3.5). 7\. Eine Bestimmung der minimalen Abstände der präsentierten Farbreize von Grau ergab für die Farbreize Rot , Grün und Blau unterschiedliche Intensitäten für die Einzeltiere, ergab aber für jedes Tier > 68% Richtigwahlen. Bei Türkis gingen die Wahlhäufigkeiten bis nahe 0.5 zurück, während die Farbreize Gelb und Violett ein höheres Wahlhäufigkeitsniveau (> 0.75) am Minimum der Kurven zeigten (Kap. 3.6). 8\. Farbreizmischexperimente von Grau - Licht und Farbreizen mit minimalem Abstand zum achromatischen Farbreiz Grau ergaben unterschiedliche Kurvenverläufe mit Abfall der Kurven bei 70 % Weiß -Lichtanteil für die Farbreize Rot , Grün und Blau (Kap. 3.7). 9\. Die Lernkurven der Böcke (Anhang D) zeigen einen langsameren Anstieg als die der Ziegen. Die Intensitätskurven haben unterschiedliche Steigungen (Kap. 3.4.3). Die bei den Farbreizmischexperimenten zugrunde liegenden Intensitätsstufen sind gleichhell (nicht minimaler Abstand zum Farbreiz Grau ). Rot - Weiß -Lichtmischungen zeigen einen Abfall auf 50 % Richtigwahlhäufigkeit bei 70 % Weiß -Lichtanteil und Grün - Weiß - Lichtmischungen bei 90% Weiß -Lichtanteil bei allen Tieren, während die Kurve für Blau - Weiß -Lichtmischungen nur bei einem Tier bei 70% Weiß -Lichtanteil auf eine Wahlhäufigkeit von 0.5 zurückgeht (Kap. 3.7). 10\. Die Messergebnisse zeigen, dass Zwergziegen Trichromaten sind, d. h. dass der von den Photorezeptoren aufgespannte Farbreizdiskriminationsraum dreidimensional ist (Kap. 3.5, 4.4).

1\. An existing software was modified and (continued) developed further for presentation of color stimuli on an RGB-monitor, which was a part of the apparatus for color choice experiments with dwarf goats . The program registers each animal that wears a responder, records the choices, and regulates the water reward. (Kap. 2). 2\. The color stimuli were measured with a simultaneous spectral photometer (Oriel, Darmstadt) at different intensities and graphically shown in dependence on the wavelength (Anhang A). 3\. There was no preference for or dislike against one of the color stimuli red , green or blue in spontaneous unrewarded tests (Kap. 3.1.1, Kap. 3.1.2). 4\. Learning curves were measured for each animal. The curves show differences in learning speed and give the acquisition level, which was > 95 % correct choices for all tested animals (Kap. 3.2). 5\. It was shown by two different methods that there exists an absolute threshold (Up and Down Method). Each animal shows intensity graphs (random order) that demonstrate the choice frequency in dependence to relative intensities for each color stimulus (Kap. 3.3, 3.4). That these intensity graphs are approximate sigmoidales. 6\. At an absolute threshold of 90 % correct choices, equally bright color stimuli were read off the intensity graphs and tested against an equally bright achromatic color stimulus. All animals discriminated the color stimuli red , green and blue with at least 68 % correct choices from equally bright gray light. The color stimuli yellow , turquoise and violet were discriminated with at least 60 % correct choices (Kap. 3.5). 7\. In order to test the dependency of the results to the equal-brightness-criterion for the color stimuli, the intensity of the alternative color stimuli was varied. The discrimination graphs show distinct minima indicating the minimal color stimulus differences between "gray" light and the alternative color stimuli red , green and blue , for each animal. These minima were > 68 % for all animals. The minimal color stimulus differences for turquoise were close to the confusion point of 50 %, whilest there was a higher level for yellow and violet light (> 75%) at the minimum (Kap. 3.6). 8\. Licht mixture experiments with a gray color stimulus and color stimuli of different intensities with a minimal color distance to gray show different graphs with different steepness for the color stimuli red , green and blue (Kap. 7). 9\. The learning-curves (Anhang D) of the 9 male dwarf goats show a smaller learning speed, than those of the females (Anhang C). The intensity graphs show also differences and brought out other equally bright color stimuli, which were the basis of the light mixture experiments for the male animals (not minimal difference to gray ). Percentual red - white light mixtures reach the confusion point at 70% white -light, green - white -light mixtures at 90% white -light for all animals. The graphs of the blue - white -light mixtures did not show a confusion point at any percentual white -light percentage, except for one animal which showed a confusion point at 70% white -light (Kap. 3.7). 10\. Dwarf goats are trichromats and their color stimulus discrimination space is three- dimensional.