University, Diss., 2005--Würzburg. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004.

The hoatzin (Opisthocomus hoazin) is an enigmatic bird that lives in the riparian lowlands of northern South America. Among its peculiar attributes are 1) microbial foregut fermentation, unique in birds, to convert plant cellulose in the foliage which it consumes into simple sugars, 2) an ongoing debate about the puzzling taxonomic position, although a relationship to the Cuculiformes appears likely, 3) adaptive wing claws in the young which are used for climbing, and 4) co-operative breeding behaviour. Despite the information available on digestive mode and taxonomy little has been published on its breeding biology and behaviour and until now almost all knowledge was based on a study in the savannah of Venezuela. This is the first detailed study of the hoatzin’s nesting ecology in a rainforest habitat. From 1995-1998 and in 2000 I monitored a hoatzin population which consisted of approximately 700 individuals in an Amazonian rainforest in Ecuador situated in the Cuyabeno Wildlife Reserve (between 0°02’ N, 76°0’ W, 0°03’ S, and 76°14’ W). The area is composed of various black water lagoons and small rivers, flooded forests and terra firme forest. Primarily, I examined group composition and breeding pattern and success related to traits such as clutch and egg size, offspring sex ratio and the number of parents involved in a common breeding attempt. Apart from standardised observations and monitoring I took blood samples from chicks, which were later used for molecular sexing and for DNA fingerprints. Food plants were collected and determined and a rough habitat mapping was conducted. Since the impacts of boat tourism in the area became apparent I investigated the interactions of adult and young hoatzins with tourists and measured the plasma concentration of the hormone corticosterone in chicks as an indicator of stress. Each chapter has its own introduction to the specific topic and can be read independently. The main findings of this study are: The reproduction of the hoatzin was timed strictly following the bimodal rainy pattern in the area. There was only one breeding attempt per year. Only 18% of breeding attempts ended successfully with at least one fledgling. Incubation started with the first egg laid and led to hatching asynchrony. In most cases only the A-chick survived and there is evidence for a brood reduction strategy. I observed egg size variation patterns both within the clutches and between the clutches. Approximately 80% of breeding attempts were carried out with auxiliaries. Units with alloparentals had a higher breeding success than single pairs. The results indicate a trade-off between helping and group size. DNA band-sharing comparisons revealed the existence of joint-nests, where several females laid their eggs in one single nest. The clutches of these joint-nests suffered severe egg loss during all stages of incubation. Breeding success did not differ between single- and joint-nests. The primary offspring sex ratio was biased towards daughters. There was no differential mortality between the sexes until fledging. Individual breeding units employed an adaptive production of offspring of each sex according to their current group size. Rainforest tourism negatively influenced the survival and growth of young, not yet fledged hoatzins. In addition tourist-exposed young showed a stronger hormonal stress response than their conspecifics from undisturbed sites. In contrast, breeding adults appear to have habituated to tourist boats and exposure to observers. / Der Hoatzin (Opisthocomus hoazin), im Deutschen auch Zigeunerhuhn genannt, ist ein ungewöhnlicher Vogel, der an den Ufern von Flüssen und Seen im Tiefland von Südamerika lebt. Zu seinen besonderen Eigenschaften gehören 1) seine für Vögel einmalige Vormagen-Verdauung, die sonst nur bei Wiederkäuern vorkommt, und die mit Hilfe von Mikroben die Zellulose aus seiner Pflanzennahrung in einfache Zucker abbaut, 2) seine noch immer unklare, heftig diskutierte Stellung in der Vogelsystematik, obwohl eine Beziehung zu den Kuckucken wahrscheinlich ist, 3) Flügelkrallen zum Klettern bei den Jungtieren und 4) sein kooperatives Brutverhalten mit „Helfern-am-Nest“. Während über sein spezielles Verdauungssystem und seine rätselhaften Verwandtschaftsbeziehungen mehrere und zum Teil ausführliche Arbeiten vorliegen, war bisher nur sehr wenig über seine Brutbiologie und sein soziales Verhalten bekannt. Das gesamte Wissen darüber beruhte fast ausschließlich auf einer einzigen Studie aus der Feuchtsavanne von Venezuela. Diese Arbeit stellt die erste detaillierte Studie über die Brutökologie des Hoatzins in einem Regenwald-Habitat dar. Von 1995-1998 und im Jahr 2000 untersuchte ich eine Population mit ca. 700 Hoatzin-Individuen im Cuyabeno Reservat im amazonischen Regenwald Ecuadors (0°02’ N, 76°0’ W, 0°03’ S, 76°14’ W). Das Gebiet besteht aus verschiedenen Schwarzwasserseen und kleinen Flüssen, großen Überschwemmungszonen und terra firme-Wald. Kern meiner Arbeiten war die Bestimmung von Gruppenzusammensetzung und Bruterfolg im Zusammenhang mit dem Brutaufwand. Besonders behandelt wurden dabei die Themen kooperatives Brüten, Variation von Gelege- und Eigrößen, Schlupfasynchronie und Brut-Reduktions-Hypothesen. Neben standardisierten Nestkontrollen und Beobachtungen nahm ich Blutproben von Küken, die später für eine molekulare Geschlechtsbestimmung und für DNS-Fingerabdrücke verwendet wurden. Ich sammelte und bestimmte Futterpflanzen der Hoatzins und kartierte das Habitat. Da in Teilen des Gebietes Bootstourismus stattfand und es Hinweise auf dessen negative Einflüsse gab, untersuchte ich zusätzlich die Interaktionen zwischen Touristen und Hoatzins. Hierzu beobachtete ich Fluchtreaktionen und führte an Jungtieren Messungen der Plasmakonzentration des Stresshormons Corticosteron durch. Alle Kapitel der Arbeit haben ihre eigene Einleitung und Diskussion und können unabhängig voneinander gelesen werden. Meine wesentlichen Ergebnisse sind: Die Fortpflanzung war zeitlich strikt an das bimodale Muster der jährlichen Regenfälle gebunden. Es gab in der Regel nur einen Brutversuch pro Jahr. Nur knapp ein Fünftel aller Brutversuche endete mit einem flüggen Jungtier. Die Inkubation des Geleges begann mit dem ersten Ei und es gab eine deutliche Schlupfasynchronie. A-Küken hatten die höchsten Überlebenschancen und es gibt Hinweise auf eine Brutreduktionsstrategie. Die Eigrößen variierten auffällig zwischen und innerhalb von Gelegen. Gut Dreiviertel der Bruteinheiten brüteten in Gruppen. Gruppen hatten einen höheren Bruterfolg als einzelne Paare. Die Ergebnisse weisen auf eine Abwägung zwischen mehr Helfern und zuviel Gruppenmitgliedern hin. Anhand von DNS-Fingerabdrücken konnte ich zweifelsfrei die Existenz von Gemeinschaftsgelegen nachweisen, bei denen mehrere Weibchen ihre Eier in ein Nest legen. In diesen Gemeinschaftsnestern gab es auffällige Verluste an Eiern in allen Stadien des Brütens. Gemeinschaftsgelege hatten keinen höheren Bruterfolg als Gelege von nur einem Brutpaar. Das primäre Geschlechterverhältnis der Nachkommen war zugunsten von Töchtern verschoben. Es gab keine Unterschiede in der Sterblichkeit zwischen den Geschlechtern bis zum Flüggewerden. Individuelle Bruteinheiten zeigten eine angepasste Produktion des Nachkommensgeschlechts in Abhängigkeit von der Gruppengröße. Regenwald-Tourismus beeinflusste das Überleben und Wachstum von jungen, noch nicht flüggen Hoatzins negativ. Tourismus-exponierte Jungtiere zeigten auch eine stärkere hormonelle Stressantwort als Tiere aus touristenfreien Zonen. Brütende Adulte scheinen sich dagegen an den Tourismus gewöhnt zu haben.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 2003.

Universiẗat, Diss., 2005--Würzburg.

Diss. no. 13447 nat. sc. SFIT Zurich. / Literaturverz.

Honigbienen (Apis mellifera carnica) regulieren die Temperatur ihrer Brut in einem sehr engen Temperaturfenster, da vor allem die gedeckelte Brut sehr temperaturempfindlich reagiert (Groh et al. 2004). Die Thermoregulation ist nicht – wie lange angenommen – Beiprodukt von alltäglichen Arbeiten der Bienen im Brutbereich, sondern eine aktive und Energie- und Zeitaufwändige eigene Tätigkeit. Arbeiterinnen ziehen sich mit ihren Beinen an die Brutoberfläche, drücken ihren warmen Thorax auf die Brutdeckel und verharren so für einige Minuten um mit der eigenen Körperwärme die Brut zu temperieren (Bujok et al. 2002). Wie erwartet korrelierte die Thoraxtemperatur einer Arbeiterin mit der Frequenz der abdominalen Atembewegungen, bei sehr hohen Thoraxtemperaturen (über 40°C) erreichten die Bienen Atemfrequenzen von über 8Hz. Eine weitere Methode die Brut effektiv zu wärmen übten Bienen aus, die leere Zellen im gedeckelten Brutbereich besuchen (Kleinhenz et al. 2003). Arbeiterinnen gingen dabei bevorzugt in Zellen, die von möglichst vielen gedeckelten Zellen umgeben waren. Sowohl die Dauer der Zellbesuche, als auch die mittlere Thoraxtemperatur bei Ein- und Austritt der Zelle korrelierten mit der Anzahl der benachbarten Brutzellen – je mehr Brutzellen eine leere Zelle in ihrer direkten Nachbarschaft hatte umso länger dauerte der Besuch einer Biene und umso höher ist die Ein- bzw. Austrittstemperatur der Biene. Mindestes 48 Stunden alte Bienen unterschieden sich signifikant in ihrem Wärmeverhalten von jüngeren Bienen. Tote gedeckelte Brut wurde in manchen Fällen über viele Tage (durchgehend bis 10 Tage) gewärmt, sie unterschied sich in ihrer Temperatur nicht von unbehandelter gedeckelter Brut. In weiteren Versuchen lag die Bruttemperatur von toter Brut zwar unter der eines Kontrollbereiches, die Temperatur lag aber weiterhin im optimalen Bereich von 33,5 bis 35°C (Groh et al. 2004). In diesen Versuchen wurde die tote Brut vor dem Einsetzen in den Beobachtungsstock wieder auf 35°C erwärmt. Wachskegel in gedeckelten Zellen wurden erkannt und ausgeräumt. Aktive Signale, die von der Brut ausgehen scheinen also nicht notwendig für die effektive Bruttemperaturregulierung zu sein. Untersuchungen mittels Laser-Doppler-Vibrometrie zeigten auch keine Hinweise auf eine mechanische Kommunikation zwischen den Puppen und den Arbeiterinnen. Das Brutwärmen scheint eine Aktion zu sein, die von den Bienen nur in Gemeinschaft sinnvoll durchgeführt werden kann. In einigen Fällen kam es während der Puppenphase zu unerklärlichen Abfällen in der Bruttemperatur, die nur durch einen positiven Rückkopplungseffekt seitens der Arbeiterinnen erklärt werden kann. Beim Brutwärmen spielen die Antennen der Arbeiterinnen wahrscheinlich eine wichtige Rolle. Während sich die Bienen beim aktiven Brutwärmen den Brutdeckel annähern sind die Antennenspitzen immer auf die Brutdeckel gerichtet. Fehlen den Arbeiterinnen die Antennen, dann ist die Thermoregulation eingeschränkt oder unzureichend. Die Bruttemperatur korreliert mit der Anzahl der abgetrennten Antennensegmente, je mehr Antennensegmente fehlen, desto weniger gut wird die Temperatur im Brutbereich hoch und konstant gehalten. Zusätzlich scheint es eine Lateralität in der Antennenfunktion zu geben, wurde die rechte Antenne gekürzt wärmten die Bienen die Brut signifikant schlechter, als beim Kürzen der linken Antenne. Durch das Kürzen der Antennen änderte sich auch das Verhalten der Tiere: Kontrollbienen verharrten ruhig im Brutbereich, während Bienen mit gekürzten Antennen teilweise ähnlich warm waren, aber nicht mehr das oben beschriebene aktive Brutwärmeverhalten zeigten. / Honey bees (Apis mellifera carnica) precisely regulate brood temperature in a range between 33 to 35°C, as the development of the larvae, especially the capped brood stages are very sensitive to temperature changes. The heat used for thermoregulation in the brood area is not a by-product of work, but an active time and energy consuming task called brood heating behaviour: worker bees pull their warm thoraces towards the brood caps and remain in that position for about 10 minutes to transfer their body heat to the brood caps and the brood (Bujok et al. 2002). As expected, thoracic temperatures of bees correlated with frequency of abdominal breathing movements; bees with high thoracic temperatures (above 40°C) showed abdominal movements of up to slightly over 8Hz. Honey bee workers use empty cells neighbouring the capped brood cells for brood heating (Kleinhenz et al. 2003). Therefore, bees preferred visiting cells neighboured by numerous brood cells. Both duration of cell visits and thoracic temperature of the bee correlated with the number of neighboured brood cells. Older bees (at least 48h) showed significantly higher thoracic temperatures than younger bees (up to 48h old) immediately before and after their cell visits. Dead capped brood were heated over several days and showed equivalent temperatures to living brood warmed by worker bees. In other cases, the brood temperature was lower, but still in the optimal temperature range of 33.5 to 35°C (Groh et al. 2004). In the experiments, the dead brood was killed by cold then warmed up again to 35°C before putting it into the observation hive. Capped brood cells filled with wax dummies were not heated and immediately cleared out. Mechanical signals from the brood seemed not to be important for the brood heating behaviour of the worker bees; observations with laser-vibrometry showed no signals coming from the brood demanding thermoregulation. The antennae of the bees seem to be very important for effective brood heating, since during brood heating behaviour the antennae point to the capped brood surface. Worker bees with shortened antennae showed inferior brood heating behaviour, while brood temperature correlated with number of missing antenna segments. Additionally, the effectiveness of brood heating seems to be linked to a underlying laterality of the antennas function, when parts of the right antenna were amputated, brood heating was worse than when parts of the left antenna were amputated. With the amputation of the antenna the behaviour of the bees changed: control bees remained very quiet in the capped brood area, while bees with amputated antenna with similarly warm thoraces did not show the typical brood heating behaviour anymore. In some observations brood temperature dropped for some hours and increased again in a way that can only be explained by positive feedback of brood heating of the worker bees. Brood heating appears to be a collective action.

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Innerhalb des Zeitraumes 2002 bis 2004 wurden in Berlin Untersuchungen zur Nahrungsökologie verschiedener Vogelarten durchgeführt, wobei auch die Konsequenzen wie der Fortpflanzungserfolg analysiert wurden. Neben der Aufnahme der Brutvogel- (2002) und Wintervogelgemeinschaft (2002/2003) auf fünf Pf à ca. 20 ha entlang eines Urbangradienten, wurden die Arten Blaumeise, Grünling, Haussperling und Turmfalke speziell untersucht. Auf den fünf Pf, die sich hinsichtlich Baustruktur, Flächennutzung und Vegetationsanteil unterschieden, wurden 35 Brutvogelarten festgestellt. Anhand der Artenzahlen ist deutlich ein Urbangradient zu erkennen: Das Stadtzentrum (Ze) wies 12, das Gewerbegebiet (Ge) 15, die Hochhaussiedlung (Ho) 17, die Einfamilienhaussiedlung (Eh) 18 und der Park (Pa) 28 Arten auf. Im Verlauf der Wintervogelkartierung wurden insgesamt 3763 Individuen in 30 Arten registriert. Im Pa wurde bei der Blaumeise der höchste Reproduktionserfolg mit knapp 5,9 Ausgeflogenen/Brut festgestellt. Anhand des Zustandes der Nestlinge und des Fortpflanzungserfolgs sowie durch die Dokumentation des Fütterungsverhaltens der Altvögel anhand von Camcorderaufnahmen wurde deutlich, dass das Nahrungsangebot für die Meisen im Pa am besten war. Der carnivore Turmfalke wurde 2002 bis 2004 unabhängig von den fünf Pf an zehn Nistkastenstandorten untersucht, die in drei unterschiedlichen Zonen lagen: City (Ci), Mischgebiet (Mi) und ländliche Zone (LZ). Als Besonderheit wurden in jedem Nistkasten in der Ci in jedem Jahr anthropogene Nahrungsreste, z. B. Kotelettknochen, gefunden, was zeigt, dass sich der Turmfalke, neben der Nutzung von Gebäuden als Nistplatz, auch hinsichtlich seiner Nahrungsökologie an den Menschen anpasst. Dass die Blaumeise, der Grünling und der Haussperling insgesamt in Berlin gut zurechtkommen, selbst in der Innenstadt, indiziert die Beutetierliste des Turmfalken: Der Haussperling stand an erster Stelle, der Grünling an zweiter und die Blaumeise an sechster Stelle der gefangenen Vogelarten. Besonders in einer Metropole wie Berlin besteht weiterer Forschungsbedarf, da die Synurbanisierung verschiedener Vogelarten ständig voranschreitet. / From 2002 to 2004 the feeding ecology of different bird species was studied in Berlin. Thereby consequences like the success in reproduction were also examined. Beside the survey of the breeding bird (2002) and the winter bird community (2002/2003) in five study sites each covering an area of approx. 20 ha along an urban gradient, the species Blue Tit, Greenfinch, House Sparrow and Kestrel were researched in detail. In total, 35 breeding bird species were found in the five sites, which were characterised by different building structure, land use and vegetation cover. Considering the species` number, an urban gradient was clearly visible: In the city centre (Ze) 12 species were recorded, in the industrial area (Ge) 15, in the high-rise apartment building area (Ho) 17, in the detached family housing (Eh) 18 and in the park (Pa) 28 species. During the winter bird census a total of 3,763 individuals and 30 bird species was recorded. In the Pa, the highest reproduction success of the Blue Tit (5,9 fledglings/brood) was recorded. On the basis of the nestlings'' condition and the reproduction success, as well as by documentation of the feeding behaviour of the adult birds by means of video recording (camcorder), it became clear, that food supply was best in the Pa for the Tits. From 2002 to 2004, the carnivorous Kestrel was examined independent from the five study sites at ten nesting sites (nest boxes), which were located in three different zones: City (Ci), Mixed Zone (Mi) and Outskirts (LZ). Striking were anthropogenic food items, like cutlet bones, found in every nest box in the Ci in all three years, which shows the adaptation to humans not only with regard to nesting sites (buildings) but also with regard to feeding ecology. The prey species list of the Kestrel indicates that Blue Tit, Greenfinch and House Sparrow get along well all in all, also in the city centre: the House Sparrow ranked first, the Greenfinch second and the Blue Tit sixth of the captured bird species. Especially in a metropolis like Berlin there is need for further research, because the synurbization of different bird species progresses permanently.