TY  - THES
A1  - Scheffler, Christiane
T1  - Studies on plasticity within the universal pattern of growth and developmet of children and adolescents
N2  - The anatomically modern human Homo sapiens sapiens is distinguished by a high adaptability in physiology, physique and behaviour in short term changing environmental conditions. Since our environmental factors are constantly changing because of anthropogenic influences, the question arises as to how far we have an impact on the human phenotype in the very sensitive growth phase in children and adolescents. Growth and development of all children and adolescents follow a universal and typical pattern. This pattern has evolved as the result of trade-offs in the 6-7 million years of human evolution. This typically human growth pattern differs from that of other long-living social primate species. It can be divided into different biological age stages, with specific biological, cognitive and socio-cultural signs. Phenotypic plasticity is the ability of an organism to react to an internal or external environmental input with a change in the form, state, and movement rate of activity (West-Eberhard 2003). The plasticity becomes visible and measurable particularly when, in addition to the normal variability of the phenotypic characteristics within a population, the manifestation of this plasticity changes within a relatively short time. The focus of the present work is the comparison of age-specific dimensional changes. The basic of the presented studies are more than 75,000 anthropometric data-sets of children and adolescence from 1980 up today and historical data of height available in scientific literature. Due to reduced daily physical activity, today's 6-18 year-olds have lower values of pelvic and elbow breadths. The observed increase in body height can be explained by hierarchies in social networks of human societies, contrary to earlier explanations (influence of nutrition, good living conditions and genetics). A shift towards a more feminine fat distribution pattern in boys and girls is parallel to the increase in chemicals in our environment that can affect the hormone system. Changing environmental conditions can have selective effects over generations so that that genotype becomes increasingly prevalent whose individuals have a higher progeny rate than other individuals in this population. Those then form the phenotype which allows optimum adaptation to the changes of the environmental conditions. Due to the slow patterns of succession and the low progeny rate (Hawkes et al. 1998), fast visible in the phenotype due to changes in the genotype of a population are unlikely to occur in the case of Homo sapiens sapiens within short time. In the data sets on which the presented investigations are based, such changes appear virtually impossible. The study periods cover 5-30 to max.100 years (based on data from the body height from historical data sets).
N2  - Der anatomisch moderne Mensch Homo sapiens sapiens zeichnet sich durch eine hohe Anpassungsfähigkeit von Physiologie, Körperbau und Verhalten an sich kurzfristig ändernde Umweltbedingungen aus. Daraus ergibt sich die Frage inwieweit anthropogene Umweltbedingungen die sehr sensible Wachstumsphase von Kindern und Jugendlichen beeinflussen können. Das universelle und für den Menschen typische Wachstums- und Entwicklungsmuster mit unterschiedlichen biologisch, kognitiv und soziokulturell abgrenzbaren Entwicklungsstadien, welches sich in 6-7 Millionen Jahren menschlicher Evolution herausgebildet hat, unterscheidet sich von dem anderer langlebender sozialer Primaten. Phänotypische Plastizität ist die Fähigkeit eines Organismus sich in Form, Zustand, Aktivitätsrate oder Verhalten an unterschiedliche Umweltbedingungen anzupassen (West-Eberhard 2003). Beim Menschen wird diese Plastizität u.a. sichtbar, wenn sich anthropometrisch bestimmbare Merkmale im Vergleich von Populationen in relativ kurzer Zeit ändern. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist es, altersspezifische Änderung von Körpermaßen (Skelettbreiten, Körperendhöhe und Fettverteilungsmuster) aufeinanderfolgender Populationen in Abhängigkeit von neuen Umweltparametern zu vergleichen. Dem liegen ca. 75 000 anthropo-metrische Datensätzen von Kindern und Jugendlichen seit 1980 bis heute und historische Datensätze aus der Literatur zugrunde. Aufgrund verringerter alltäglicher Bewegung haben heutige 6-18-Jährige geringere Werte der Becken- und der Ellenbogenbreiten. Die beobachtete Zunahme der Körperhöhe lässt sich entgegen früherer Erklärungen (Einfluss von Ernährung, guter Lebensbedingungen und Genetik) durch Hierarchien in sozialen Netzwerken menschlicher Gesellschaften erklären. Eine Verschiebung zu einem eher weiblichen Fettverteilungsmuster bei Jungen und Mädchen findet sich parallel zur Zunahme von Chemikalien in unserer Umwelt, die das Hormonsystem beeinflussen können. Die beschriebene Plastizität des Phänotyps findet im Rahmen des genetisch manifestierten Wachstumsmusters bei Kindern und Jugendlichen statt. Epigenetische Einflüsse können nicht ausgeschlossen werden, sind aber an Körpermaßdaten per se nicht bestimmbar. Die Veränderung der analysierten Körpermaße unterstreicht, dass der Phänotyp des Menschen sich an veränderte Umweltbedingungen sehr plastisch anpassen kann. Wegen der langsamen Generationenfolge und Entwicklung des Menschen sind derartige eigentlich kurzfristige Veränderungen nur über einen Zeitraum von mindestens 5-30 Jahren zu beobachten.
KW  - plasticity
KW  - skeletal breadth measurement
KW  - Fat Patterning
KW  - secular trend
KW  - body height
Y1  - 2018
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schirmer, Annika
T1  - Consistent individual differences in movement-related behaviour as equalising and/or stabilising mechanisms for species coexistence
T1  - Konstante individuelle Unterschiede in Bewegungs-relevanten Verhaltensweisen als stabilisierende und/oder angleichende Mechanismen für die Koexistenz von Arten
N2  - The facilitation of species coexistence has been a central theme in ecological research for years, highlighting two key aspects: ecological niches and competition between species. According to the competitive exclusion principle, the overlap of species niches predicts the amount of shared resources and therefore competition between species, determining their ability to coexist. Only if niches of two species are sufficiently different, thus niche overlap is low, competition within species is higher than competition between species and stable coexistence is possible. Thereby, differences in species mean traits are focused on and conspecific individuals are assumed to be interchangeable. This approach might be outdated since behaviour, as a key aspect mediating niche differentiation between species, is individual based. Individuals from one species consistently differ across time and situations in their behavioural traits. Causes and consequences of consistent behavioural differences have been thoroughly investigated stimulating their recent incorporation into ecological interactions and niche theory. Spatial components have so far been largely overlooked, although animal movement is strongly connected to several aspects of ecological niches and interactions between individuals. Furthermore, numerous movement aspects haven been proven to be crucially influenced by consistent individual differences. Considering spatial parameters could therefore crucially broaden our understanding of how individual niches are formed and ecological interactions are shaped. Furthermore, extending established concepts on species interactions by an individual component could provide new insights into how species coexistence is facilitated and local biodiversity is maintained.
The main aim of this thesis was to test whether consistent inter-individual differences can facilitate the coexistence of ecological similar species. Therefore, the effects of consistent inter-individual differences on the spatial behaviour of two rodent species, the bank vole (Myodes glareolus) and the striped field mouse (Apodemus agrarius), were investigated and put in the context of: (i) individual spatial niches, (ii) interactions between species, and (iii) the importance of different levels of behavioural variation within species for their interactions. Consistent differences of study animals in boldness and exploration were quantified with the same tests in all presented studies and always combined with observations of movement and space use via automated VHF radio telemetry. Consequently, results are comparable throughout the thesis and the methods provide a common denominator for all chapters. The first two chapters are based on observations of free-ranging rodents in natural populations, while chapter III represents an experimental approach under semi-natural conditions.
Chapter I focusses on the effect of consistent differences in boldness and exploration on movement and space use of bank voles and their contribution to individual spatial niche separation. Results show boldness to be the dominating predictor for spatial parameters in bank voles. Irrespective of sex, bolder individuals had larger home ranges, moved longer distances, had less spatial interactions with conspecifics and occupied different microhabitats compared to shy individuals. The same boldness-dependent spatial patterns could be observed in striped field mice which is reported in chapter II. Therefore, both study species showed individual spatial niche occupation.
Chapter II builds on findings from the first chapter, investigating the effect of boldness driven individual spatial niche occupation on the interactions between species. Irrespective of species and sex, bolder individuals had more interspecific spatial interactions, but less intraspecific interactions, compared to shy individuals. Due to individual niches occupation the competitive environment individuals experience is not random. Interactions are restricted to individuals of similar behavioural type with presumably similar competitive ability, which could balance differences on the species level and support coexistence.
In chapter III the experimental populations were either comprised of only shy or only bold bank voles, while striped field mice varied, creating either a shy- or bold-biased competitive community. Irrespective of behavioural type, striped field mice had more intraspecific interactions in bold-biased competitive communities. Only in a shy-biased competitive community, bolder striped field mice had less interspecific interactions compared to shy individuals. Bank voles showed no difference in intra- or interspecific interactions between populations. Chapter III highlights, that not only consistent inter-individual differences per se are important for interactions within and between species, but also the amount of behavioural variation within coexisting species.
Overall, this thesis highlights the importance of considering consistent inter-individual differences in a spatial context and their connection to individual spatial niche occupation, as well as the resulting effects on interactions within and between species. Individual differences are discussed in the context of similarity of individuals, individual and species niche width, and individual and species niche overlap. Thereby, this thesis makes one step further from the existing research on individual niches towards integrating consistent inter-individual differences into the larger framework of species coexistence.
N2  - Ein zentrales Thema in der Ökologie ist die Koexistenz von Arten. Zwei Aspekte sind dabei von großer Bedeutung: ökologische Nischen und zwischenartliche Konkurrenz. Das Konkurrenz-Ausschlussprinzip besagt, dass der Überlappungsgrad der Nischen zweier Arten bestimmt, wie viele Ressourcen sie teilen und damit wie stark die Konkurrenz zwischen ihnen ist. Eine stabile Koexistenz zweier Arten ist nur dann möglich, wenn ihre Nischen unterschiedlich genug sind und eine geringe Überlappung vorliegt. In diesem Fall ist die innerartliche Konkurrenz größer als die zwischenartliche, und die Bedingungen für eine langfristig stabile Koexistenz sind gegeben. Traditionell werden hierbei nur mittlere Unterschiede zwischen den Fokusarten verglichen und der Einfluss von Unterschieden zwischen Individuen nicht beachtet. Ein wesentlicher Aspekt, der die Nischendifferenzierung zwischen Tierarten beeinflusst ist deren Verhalten. Dieses ist jedoch nachweislich individuell geprägt, folglich könnte der oben erwähnte Ansatz zur Koexistenz von Arten eventuell veraltet sein. Zwischen Individuen einer Art gibt es konstante Verhaltensunterschiede, die stabil bleiben über die Zeit und zwischen verschiedenen Situationen. Ursachen und Effekte dieser Unterschiede wurden bereits in zahlreichen Tierarten untersucht, wodurch ebenfalls die Integration von individuellen Verhaltensunterschieden in das Konzept der ökologischen Nische angestoßen wurde. Aspekte der Raumnutzung von Tieren fanden hierbei bislang kaum Beachtung, obwohl sie für eine Vielzahl von Parametern, die mit Nischen in Verbindung stehen, essentiell sind. Räumliches Verhalten von Tieren wird stark durch individuelle Verhaltensunterschiede beeinflusst, weswegen es eine wichtige Rolle im Zusammenhang mit individuellen Nischen spielen sollte. Hinsichtlich der Formation individueller Nischen und ökologischer Interaktionen hat die Einbeziehung von räumlichen Aspekten das Potential entscheidende Impulse zu erbringen. Die Erweiterung bestehender Theorien zu Artinteraktionen, um eine individuelle Komponente, kann neue Einblicke schaffen wie Koexistenz zwischen Arten vermittelt und örtliche Biodiversität erhalten wird.
Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit den Einflüssen von stabilen, individuellen Verhaltensunterschieden auf die Raumnutzung von Individuen. Dies wurde exemplarisch an zwei Nagerarten untersucht, der Rötelmaus (Myodes glareolus) und der Brandmaus (Apodemus agrarius). Dabei wird der Fokus auf die folgenden Aspekte gelegt: (i) individuelle Nischen, (ii) Interaktionen zwischen Arten, und (iii) Auswirkungen verschiedener Variationsgrade stabiler Verhaltensunterschiede auf die Interaktionen innerhalb und zwischen Arten. Alle Kapitel basieren auf der gleichen Methodik in der Datenaufnahme, da individuelle Verhaltensunterschiede stets mit dem gleichen Test quantifiziert und mit räumlichen Mustern in Zusammenhang gebracht wurden, die mit Hilfe automatischer VHF Radiotelemetrie aufgezeichnet wurden. Ergebnisse sind somit auch kapitelübergreifend vergleichbar. Kapitel eins und zwei umfassen Studien an freilebenden Nagetieren aus natürlichen Populationen, während das dritte Kapitel eine experimentelle Studie unter naturnahen Bedingungen darstellt.
Das erste Kapitel handelt von den Effekten stabiler Verhaltensunterschiede in der Risikobereitschaft und dem Explorationsverhalten von Rötelmäusen auf deren Bewegungsmuster. Letztere wurden nur durch die Risikobereitschaft der Individuen beeinflusst, aber nicht durch deren Explorationsverhalten. Risikofreudigere Individuen hatten größere Streifgebiete, legten längere Strecken zurück, hatten weniger innerartliche Interaktionen und bewohnten andere Mikrohabitate als risikoscheue Individuen. Gleiche Muster konnten für die Brandmäuse gefunden werden, werden jedoch erst im zweiten Kapitel dargestellt. Beide Arten besetzen somit individuelle räumliche Nischen.
Kapitel zwei baut auf dem Resultat des ersten Kapitels auf und beschäftigt sich mit den Auswirkungen von individuellen räumlichen Nischen auf die Interaktionen zwischen zwei Arten. Hierbei konnte gezeigt werden, dass unabhängig von Art und Geschlecht, risikofreudigere Individuen weniger innerartliche Interaktionen haben, dafür aber mehr zwischenartliche im Vergleich zu risikoscheuen Individuen. Die Besetzung individueller Nischen hat somit zur Folge, dass das Konkurrenz-Umfeld der Individuen abhängig von ihrem Verhaltenstyp ist. Daraus folgt, dass die Interaktionen zwischen Individuen zweier Arten beschränkt sind auf solche Individuen, die sich in ihrem Verhaltenstyp, und damit ihrer Konkurrenzkraft, ähneln. Etwaige Artunterschiede in der Konkurrenzkraft könnten dadurch ausgeglichen werden und die Koexistenz der Arten vermitteln.
Im letzten Kapitel wurden experimentelle Populationen aus beiden Versuchsarten zusammengestellt. Diese unterschieden sich darin, dass die Rötelmäuse entweder ausschließlich risikoscheu oder risikobereit waren, während die Brandmäuse in ihrem Verhaltenstyp variierten. Dadurch wurden Artgemeinschaften erstellt, die entweder ein vorwiegend risikoscheues oder risikobereites Konkurrenz-Umfeld hatten. Eine reduzierte Variationsbreite der individuellen Verhaltensunterschiede in einer von zwei koexistierenden Arten führt dazu, dass sich die Interaktionsmuster innerhalb und zwischen den Arten, im Vergleich zu denen aus natürlichen Populationen verändern. Brandmäuse in einem risikobereiten Konkurrenz-Umfeld hatten mehr innerartliche Interaktionen als solche in einem risikoscheuen Konkurrenz-Umfeld, unabhängig davon ob die Brandmäuse selber risikoscheu oder risikofreudig waren. Die zwischenartlichen Interaktionen dagegen wurden nur in einem risikoscheuen Konkurrenz-Umfeld von risikobereiten Brandmäusen reduziert im Gegensatz zu risikoscheuen Individuen. Währenddessen zeigen Rötelmäuse weder in den inner- noch in den zwischenartlichen Interaktionen einen Unterschied aufgrund ihres Konkurrenz-Umfeldes. Das dritte Kapitel zeigt damit deutlich, dass nicht nur stabile individuelle Unterschiede für inner- und zwischenartliche Interaktionen von Bedeutung sind, sondern dass auch die Variationsbreite der Verhaltensunterschiede innerhalb der Arten eine entscheidende Rolle spielt.
Zusammenfassend verdeutlicht die vorliegende Arbeit wie wichtig die Berücksichtigung von stabilen individuellen Verhaltensunterschieden im Hinblick auf räumliche Parameter ist. Darüber hinaus zeigen die vorliegenden Ergebnisse, dass individuelle Verhaltensunterschiede für die Besetzung individueller Nischen und damit für inner- und zwischenartlichen Interaktionen von großer Bedeutung sind. Innerhalb dieser Arbeit werden individuelle Verhaltensunterschiede in Zusammenhang mit der Ähnlichkeit von Arten, der Breite von individuellen Nischen und Artnischen, sowie deren Überlappung gebracht. Diese Arbeit stellt somit eine Erweiterung des bisherigen Forschungstandes hinsichtlich der Einbeziehung von individuellen Verhaltensunterschieden in die Theorie der Koexistenz von Arten dar.
KW  - ecological interactions
KW  - inter-individual differences
KW  - animal personality
KW  - movement ecology
KW  - space use
Y1  - 2019
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hoffmann, Julia
T1  - Influence of artificial light at night on the behavior of small mammals
T1  - Der Einfluss von künstlicher nächtlicher Beleuchtung auf das Verhalten von Kleinsäugern
N2  - Artificial light at night (ALAN), one form of human-induced rapid environmental change, is continuously spreading in space and time and increasing in intensity as part of the ongoing urbanization. A vast range of animals is known to be affected by ALAN as, among other things, it can mask natural light cues and change both the perceived as well as the actual predation risk. Since ALAN per se is restricted to the night, the majority of studies so far have focused on nocturnal species or behavioral changes during the night. How polyphasic species respond to ALAN has been largely overlooked, although they can possibly carry over effects of nighttime illumination into the day. Additionally, individuals within a species are known to consistently differ in their personality which includes risk-taking behavior. While this implies that ALAN can lead to varying anti-predatory responses in animals within a population, knowledge on this topic is still very limited. This thesis aims at investigating what initial behavioral reaction is caused by ALAN in polyphasic small mammals while also incorporating an animal’s personality. Nighttime and daytime activity, movement and foraging behavior of the bank vole (Myodes glareolus) were investigated in regards to effects of different light intensities and partial illumination in the laboratory. Additionally, changes in intra- and interspecific interactions of bank voles and striped field mice (Apodemus agrarius) subjected to ALAN were studied in experimental populations in semi-natural outdoor enclosures. Chapter I explores whether behavioral responses to ALAN of varying intensity are related to animal personality. Results showed that bank voles reduced movement and foraging already under dim light and that bold animals generally moved and foraged more than shy animals. Exclusively under bright illumination did bold animals exploit the food patches more than shy animals. The results demonstrate that bank voles are affected by light intensities prevalent in urban habitats. Additionally, certain light scenarios might lead to an advantage of and a shift towards certain personality types. Chapter II focusses on the effects of partial ALAN on foraging behavior of animals with varying animal personalities while extending the view towards possible carry-over effects of ALAN into the daytime. While bank voles reduced foraging behavior in illuminated areas at night, they increased foraging behavior in those areas at the subsequent day. Bold individuals generally had lower giving-up densities than shy individuals but this difference was especially pronounced during daytime at formerly illuminated food patches. Thus, ALAN can have carry-over effects into the daytime in polyphasic animals and thus has the potential to affect daytime intra- and interspecific interactions. Chapter III broadens the view from the individual to the population level. Experimental populations consisting of bank voles and striped field mice were established in large outdoor enclosures successively experienced natural and artificial light conditions at night. VHF telemetry data revealed that animals were predominantly active during the day under natural conditions. This difference between day and night vanished under ALAN. Additionally, conspecifics reduced home range overlap, proximity and activity synchrony while boldness was not associated with behavioral changed due to ALAN. The results suggest that ALAN has the potential to alter intraspecific interactions and thus can have fitness consequences on the population level. Overall, the present thesis shows that ALAN can affect nighttime and daytime behavior as well as intraspecific interactions of polyphasic small mammals. Differences in risk- taking behavior of individuals may vary in importance depending on other environmental variables. Thus, this thesis hopefully triggers broadening the view regarding the role of an animal’s personality in coping with ALAN and the effects on daytime behavior and diurnal species.
N2  - Künstliche Beleuchtung bei Nacht ist eine Form schnell eintretender Umweltveränderung, die durch den Menschen verursacht wird. Sie breitet sich in Raum und Zeit kontinuierlich aus und nimmt, als Teil der fortschreitenden Urbanisierung, stetig an Intensität zu. Ein breites Spektrum an Tieren wird von künstlicher Beleuchtung beeinflusst, da sie unter anderem natürliche Lichtsignale maskieren und sowohl das wahrgenommene als auch das reale Prädationsrisiko verändern kann. Da künstliche Beleuchtung an sich auf die Nacht beschränkt ist, hat sich ein Großteil der bisher durchgeführten Studien auf ihre Effekte auf nachtaktive Tierarten bzw. nächtliche Verhaltensweisen beschränkt. Jedoch wurde bisher kaum untersucht, auf welche Weise Tiere mit einem polyphasischen Aktivitätsrhythmus auf künstliche Beleuchtung reagieren, obwohl sie möglicherweise Effekte von künstlicher Beleuchtung bei Nacht auf den Tag übertragen können. Zusätzlich ist bekannt, dass sich Individuen einer Art konsistent in ihrer Tierpersönlichkeit unterscheiden, welche ihr Risikoverhalten einschließt. Während dies darauf hindeutet, dass künstliche Beleuchtung bei Nacht unterschiedliche antiprädatorische Verhaltensanpassungen bei Tieren innerhalb einer Population hervorrufen kann, sind die Kenntnisse über diesen Themenkomplex bisher sehr gering. Diese Doktorarbeit hat zum Ziel, die anfänglichen Verhaltensänderungen von polyphasischen Kleinsäugern, welche durch künstliche Beleuchtung bei Nacht hervorgerufen werden, zu untersuchen. Zusätzlich wird die Persönlichkeit der Tiere berücksichtigt. Es wurden Aktivität, Bewegungsmuster und Nahrungssuchverhalten in der Nacht und am Tag von Rötelmäusen (Myodes glareolus) in Bezug auf die Effekte verschiedener Lichtintensitäten und partieller Beleuchtung bei Nacht untersucht. Während diese Versuche im Labor stattfanden, wurde zusätzlich ein Versuch in semi- natürlichen Außengehegen durchgeführt. In diesem lag der Fokus auf Veränderungen in intra- und interspezifischen Interaktionen innerhalb künstlicher Populationen bestehend aus Rötelmäusen und Brandmäusen (Apodemus agrarius), welche bei Nacht künstlicher Beleuchtung ausgesetzt waren. Kapitel I untersucht inwiefern Verhaltensänderungen aufgrund künstlicher Beleuchtung bei Nacht mit der Persönlichkeit der Tiere in Verbindung stehen. Die Ergebnisse zeigen, dass Rötelmäuse ihre Bewegung und die Nahrungssuche bereits unter schwacher nächtlicher Beleuchtung reduzierten. Risikofreudigere Tiere bewegten sich mehr und suchten häufiger nach Nahrung als weniger risikofreudige Tiere. Diese Resultate verdeutlichen, dass Rötelmäuse durch solche Lichtintensitäten beeinträchtigt werden, wie sie für urbane Habitate typisch sind. Bestimmte Lichtszenarien könnten zudem zu einem Vorteil für und eine Selektion auf bestimmte Persönlichkeitstypen führen. Kapitel II konzentriert sich auf die Effekte, welche eine partielle Beleuchtung auf das Nahrungssuchverhalten von Tieren haben kann, welche sich hinsichtlich ihrer Persönlichkeit unterscheiden. Zusätzlich wird untersucht, inwiefern künstliche Beleuchtung bei Nacht auch am Tag zu Verhaltensveränderungen führen kann. Während die Rötelmäuse bei Nacht ihre Nahrungssuche in beleuchteten Bereichen einschränkten, zeigten sie dort eine gesteigerte Nahrungssuche am folgenden Tag. Risikofreudigere Tiere beuteten die Futterstellen stärker aus als weniger risikofreudige Tiere, wobei dieser Unterschied am Tag in den ehemals beleuchteten Futterstellen besonders stark war. Somit kann künstliche Beleuchtung in der Nacht auch Effekte auf das Verhalten von polyphasischen Tieren am Tag haben. Sie hat somit das Potential am Tag vorkommende intra- und interspezifische Interaktionen zu beeinflussen. Kapitel III weitet schließlich den Blickwinkel von der Individuen- hin zur Populationsebene. Es wurden experimentelle Populationen bestehend aus Rötelmäusen und Brandmäusen in großen Außengehegen etabliert, welche zuerst natürliche Lichtbedingungen und anschließend künstliche Beleuchtung bei Nacht erfuhren. Durch die Nutzung von UKW-Telemetriedaten konnte gezeigt werden, dass die Tiere unter natürlichen Lichtbedingungen vorwiegend tagaktiv waren. Dieser Unterschied in der Aktivität zwischen Tag und Nacht verschwand bei künstlicher Beleuchtung bei Nacht. Zusätzlich reduzierten Artgenossen die Überlappung ihrer Aktionsräume, ihre Nähe zueinander und die Synchronität ihrer Aktivitätszeiten. Risikobereitschaft beeinflusste die gezeigten Verhaltensveränderungen unter künstlicher Beleuchtung bei Nacht nicht. Die Resultate deuten darauf hin, dass künstliche Beleuchtung bei Nacht intraspezifische Interaktionen beeinflussen kann und somit potentiell Konsequenzen für die Fitness auf der Populationsebene haben kann. Zusammenfassend kann diese Doktorarbeit zeigen, dass künstliche Beleuchtung bei Nacht sowohl das Verhalten bei Nacht und bei Tag als auch intraspezifische Interaktionen von polyphasischen Kleinsäugern beeinflussen kann. Wie stark Unterschiede im Risikoverhalten von Individuen eine Rolle spielen, könnte von anderen Umweltfaktoren abhängen, welche mit der künstlichen Beleuchtung interagieren. Diese Arbeit bewirkt so hoffentlich eine Erweiterung des Blickwinkels, indem zukünftig die Rolle von Tierpersönlichkeiten im Umgang mit künstlicher Beleuchtung bei Nacht und die Effekte dieser Beleuchtung auf das Verhalten am Tag sowie tagaktive Arten berücksichtigt werden.
KW  - light pollution
KW  - human-induced rapid environmental change
KW  - urbanization
KW  - movement
KW  - activity
KW  - Lichtverschmutzung
KW  - anthropogene Umweltveränderungen
KW  - Urbanisation
KW  - Fortbewegung
KW  - Aktivität
Y1  - 2021
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mendes Ferreira, Clara
T1  - Indirect, tri-trophic effects of fear on biodiversity
N2  - Predator-forager interactions are a major factor in evolutionary adaptation of many species, as predators need to gain energy by consuming prey species, and foragers needs to avoid the worst fate of mortality while still consuming resources for energetic gains. In this evolutionary arms race, the foragers have constantly evolved anti-predator behaviours (e.g. foraging activity changes). To describe all these complex changes, researchers developed the framework of the landscape of fear, that is, the spatio-temporal variation of perceived predation risk. This concept simplifies all the involved ecological processes into one framework, by integrating animal biology and distribution with habitat characteristics. Researchers can then evaluate the perception of predation risk in prey species, what are the behavioural responses of the prey and, therefore, understand the cascading effects of landscapes of fear at the resource levels (tri-trophic effects). Although tri-trophic effects are well studied at the predator-prey interaction level, little is known on how the forager-resource interactions are part of the overall cascading effects of landscapes of fear, despite the changes of forager feeding behaviour - that occur with perceived predation risk - affecting directly the level of the resources.
This thesis aimed to evaluate the cascading effects of the landscape of fear on biodiversity of resources, and how the feeding behaviour and movement of foragers shaped the final resource species composition (potential coexistence mechanisms). We studied the changes caused by landscapes of fear on wild and captive rodent communities and evaluated: the cascading effects of different landscapes of fear on a tri-trophic system (I), the effects of fear on a forager’s movement patterns and dietary preferences (II) and cascading effects of different types of predation risk (terrestrial versus avian, III).
In Chapter I, we applied a novel measure to evaluate the cascading effects of fear at the level of resources, by quantifying the diversity of resources left after the foragers gave-up on foraging (diversity at the giving-up density). We tested the measure at different spatial levels (local and regional) and observed that with decreased perceived predation risk, the density and biodiversity of resources also decreased. Foragers left a very dissimilar community of resources based on perceived risk and resources functional traits, and therefore acted as an equalising mechanism.
In Chapter II, we wanted to understand further the decision-making processes of rodents in different landscapes of fear, namely, in which resource species rodents decided to forage on (based on three functional traits: size, nutrients and shape) and how they moved depending on perceived predation risk. In safe landscapes, individuals increased their feeding activity and movements and despite the increased costs, they visited more often patches that were further away from their central-place. Despite a preference for the bigger resources regardless of risk, when perceived predation risk was low, individuals changed their preference to fat-rich resources.
In Chapter III, we evaluated the cascading effects of two different types of predation risk in rodents: terrestrial (raccoon) versus avian predation risk. Raccoon presence or absence did not alter the rodents feeding behaviour in different landscapes of fear. Rodent’s showed risk avoidance behaviours towards avian predators (spatial risk avoidance), but not towards raccoons (lack of temporal risk avoidance).
By analysing the effects of fear in tri-trophic systems, we were able to deepen the knowledge of how non-consumptive effects of predators affect the behaviour of foragers, and quantitatively measure the cascading effects at the level of resources with a novel measure. Foragers are at the core of the ecological processes and responses to the landscape of fear, acting as variable coexistence agents for resource species depending on perceived predation risk. This newly found measures and knowledge can be applied to more trophic chains, and inform researchers on biodiversity patterns originating from landscapes of fear.
N2  - Die Wechselwirkungen zwischen Raubtier und Beute sind ein wichtiger Faktor in der Evolution der Tierwelt, da sich die Raubtiere anpassen müssen, um ihre Beute besser jagen zu können und die Beutetiere vermeiden müssen, gefressen zu werden, während sie immer noch genügend Ressourcen für ihre täglichen Bedürfnisse verbrauchen. In diesem ständigen Kampf müssen die Beutetiere ihr Verhalten ständig ändern, da sie die Anwesenheit von Raubtieren fürchten. Die Landschaft der Angst ist ein Rahmen, der alle ökologischen Prozesse beschreibt, die ablaufen, wenn die Tiere das Raubtierrisiko auf unterschiedliche Weise wahrnehmen. In Angstlandschaften reichen die indirekten Auswirkungen der Angst vor einem Raubtier aus, um eine Vielzahl von Reaktionen bei den Beutetieren hervorzurufen und folglich die Art und Weise zu beeinflussen, in der die Beutetiere Naturgutstype fressen (tritrophe Effekte).
Während die Interaktionen zwischen Raubtieren und Beutetieren gut erforscht sind, fehlt es an Wissen darüber, wie die Landschaft der Angst die Interaktionen zwischen Beutetieren und Naturgutstype beeinflussen kann (z. B. Pflanzenfresser, die Pflanzen fressen). In dieser Arbeit untersuchten wir die Kaskadeneffekte (d.h. Domino Effekte), die Beutetiere auf Naturgutstype haben, wenn sie verschiedene Prädationsrisiken wahrnehmen. Insbesondere wollten wir untersuchen, wie die Beutetiere entscheiden, was sie fressen und wohin sie sich bewegen, wie sich diese Veränderungen auf die biologische Vielfalt der Ressourcen auswirken können und welche Folgen dies für die Evolution der Ressourcenarten hat.
Für alle unsere Studien haben wir Nagetiere als Modellarten verwendet. Wir entwickelten ein neues Maß zur Quantifizierung der Auswirkungen von Angst auf die biologische Vielfalt von Ressourcen und testeten es erfolgreich an wilden Nagetierpopulationen. Wir konnten beobachten, dass die Nagetiere unterschiedliche Samenarten und -mengen fressen, je nachdem, wie sie das Raubtierrisiko einschätzen und abhängig von den Eigenschaften der Samen und der Art der vorhandenen Raubtiere (terrestrische oder aviäre Fleischfresser). Wir konnten diese Veränderungen quantifizieren und Vorhersagen darüber machen, wie sich der Wettbewerb zwischen den Samen um das Wachstum verändern würde (Koexistenzmechanismen). Mit diesem Wissen haben wir den Rahmen der Angstlandschaft um die komplexen Wechselwirkungen zwischen Beute und Ressourcen erweitert und können unsere Erkenntnisse auch dazu nutzen, um zu verstehen, wie weitere Tierarten die biologische Vielfalt anderer Arten verändern, indem wir einfach verstehen, wie ängstlich sie sind.
KW  - landscape of fear
KW  - functional traits
KW  - foraging behaviour
KW  - biodiversity
KW  - giving-up density
KW  - cascading effects
KW  - Biodiversität
KW  - Kaskadeneffekte
KW  - Futtersuchverhalten
KW  - funktionale Merkmale
KW  - Landschaft der Angst
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-611020
ER  -