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The role of learning in the spatial behavior of Neotropical poison frogs (Dendrobatidae)
Andrius Pasukonis
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Diss.geb.: Biologie, DK: Cognition and Communication)
Betreuer*in
Walter Hödl
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30130.20189.487765-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Räumliches Lernen stellt ein breites Feld der vergleichenden Kognitionsforschung dar. Amphibien wurden dabei jedoch weitestgehend ignoriert, unter anderem deswegen, weil ihnen bisher höher entwickelte Lernfähigkeit generell abgesprochen wurde. Gleichzeitig führten aber die bemerkenswerten Langstreckenbewegungen von Amphibien in temperaten Regionen, wie etwa die frühjährlichen Laichwanderungen zu Fortpflanzungsgewässern, zu einem verstärkten Interesse an den Orientierungsmechanismen. Als eine Orientierungsmöglichkeit wurden im Gedächtnis gespeichertelokale Reize in Betracht gezogen, was jedoch bisher nicht nachgewiesen werden konnte. Außerdem wurden Orientierung und Bewegungsmuster von Amphibien beinahe ausschließlich bei temperaten Arten studiert, wohingegen die komplexesten räumlichen Verhaltensweisen (z.B. Territorialität und Kaulquappentransport) bei tropischen Amphibien, wie etwa Pfeilgiftfröschen (Dendrobatidae), zu finden sind. Ich habe mir zum Ziel gesetzt, die Bedeutung des Lernens im räumlichen Verhalten von Pfeilgiftfröschen zu untersuchen, um diese Wissenslücke zu schließen. In meiner Dissertation habe ich Bewegungsmuster und Orientierungsmechanismen von zwei territorialen Pfeilgiftfroscharten mit väterlichem Kaulquappentransport untersucht. Hierzu habe ich Männchen aus ihren Territorien entfernt und künstliche Gewässer zur Abgabe ihrer Kaulquappen angeboten. Die Bewegungsmuster der versetzten Tiere wurden dabei mittels Telemetrie und intensiver Feldbeobachtungen verfolgt. Es zeigte sich, dass Männchen von Allobates femoralis über mehrere hundert Meter in nahezu gerader Linie in ihr Territorium zurückkehren, aber nur aus Gebieten welche sie zuvor schon erkunden konnten. Außerdem suchen die Männchen weiterhin bekannte Stellen zur Kaulquappenabgabe auf, selbst wenn die zuvor vorhandene künstliche Wasserstelle wieder entfernt wurde. Das gleiche Heimkehrverhalten konnte ich auch bei den Männchen von Ameerega trivittata finden, wobei die von den Tieren zurückgelegten Strecken teilweise doppelt so lang waren, was vermutlich mit den zurückgelegten Distanzen während des Kaulquappentransports zusammenhängt. Insgesamt zeigt sich in der vorliegenden Dissertation eine erstaunliche Orientierungsfähigkeit der Pfeilgiftfrösche, in welcher Lernen eine wichtige Rolle spielt. Es ist anzunehmen, dass Pfeilgiftfrösche sich eine umfangreiche räumliche Karte ihrer Umgebung aneignen können, welche ihnen die flexible Orientierung ermöglicht. Die konkreten hierzu genutzten sensorischen Informationen sind allerdings weiterhin unbekannt. Meine Ergebnisse bestätigen die zunehmende Ansicht, dass räumliches Lernen eine Fähigkeit darstellt, die in Wirbeltieren weit verbreitet ist, und möglicherweise sogar ein ursprüngliches Merkmal darstellt. Weitere Untersuchungen über die kognitiven Mechanismen des Orientierungsvermögens von Amphibien können wahrscheinlich wichtige Einsichten in die Evolution von räumlicher Kognition geben.
Abstract
(Englisch)
Spatial learning has become one of the broadest comparative topics in animal cognition. However, amphibians have been grossly neglected in this research area, at least in part because they were not considered to have advanced learning abilities. At the same time, directed long distance movements, such as spring migration to breeding ponds in temperate-region amphibians, have drawn attention to amphibian orientation mechanisms. Several authors have suggested that amphibians might use learned local cues for orientation but to date empirical evidence for such learning is lacking. Furthermore, orientation and movement have been studied almost exclusively in temperate regions, while some of the most complex spatial behaviors (e.g., territoriality and tadpole transport) are found in tropical amphibians, such as the poison frogs (Dendrobatidae). My aim is to bridge this knowledge gap by studying the role of learning in the spatial behavior of neotropical poison frogs. I investigated movements and orientation mechanisms of two territorial dendrobatid frogs with paternal tadpole transport. I experimentally displaced males from their territories and manipulated artificial tadpole deposition sites in the field. Movement patterns were quantified by telemetry and field observations. I found that males of Allobates femoralis return to their home territories by a nearly straight line from several hundred meters but only from areas that individuals have potentially explored during their lifetimes. I also found that tadpole-transporting A. femoralis males return to the exact locations of the tadpole deposition sites even after the artificial pools had been removed. Finally, I demonstrate that male Ameerega trivittata can home from distances twice as long as A. femoralis, an ability most likely linked to their longer natural movements during tadpole transport. Together, the results of this thesis document surprising way-finding abilities of poison frogs. They reveal that learning plays a major role in their spatial behavior. I suggest that poison frogs form a large-scale spatial map that they use for flexible navigation, but the exact cues that they use still remain unknown. These findings corroborate the emerging view that spatial learning ability is ubiquitous among and potentially ancestral to all vertebrates. Future research on the cognitive mechanisms behind amphibian orientation could give key insights into the evolution of spatial cognition.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
animal behavior amphibian learning spatial orientation spatial cognition animal movement Amphibia Dendrobatidae
Schlagwörter
(Deutsch)
Verhaltensbiologie Lernverhalten von Amphibien räumliche Orientierung räumliche Kognition räumliches Verhalten Amphibia Dendrobatidae
Autor*innen
Andrius Pasukonis
Haupttitel (Englisch)
The role of learning in the spatial behavior of Neotropical poison frogs (Dendrobatidae)
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle des Lernens im räumlichen Verhalten neotropischer Pfeilgiftfrösche (Dendrobatidae)
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
110 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Michael Ryan ,
Ulrich Sinsch
Klassifikationen
42 Biologie > 42.60 Zoologie: Allgemeines ,
42 Biologie > 42.65 Tiergeographie, Tierökologie ,
42 Biologie > 42.66 Ethologie ,
42 Biologie > 42.82 Amphibia, Reptilia
AC Nummer
AC12623447
Utheses ID
34181
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 437 |
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