Verhaltensphysiologische und Immunohistochemische Untersuchungen ausgewählter kognitiver Leistungen bei Knorpelfischen (Chiloscyllium griseum)

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Vera Schlüssel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252857228

Haie, Rochen und Chimären bilden die Klasse Chondrichthyes (Knorpelfische, ca. 1200 Arten) und stellen damit die phylogenetisch ältesten Vertreter der Kiefermäuler (Gnathostomata) dar. Früher wurden Haie als primitive Fische mit primitiven Hirnen bezeichnet. Durch die Forschung der letzten Jahrzehnte weiß man mittlerweile aber, dass Haie ein vielschichtiges Verhalten, eine komplexe Biologie und viele gut ausgeprägte Sinnessysteme besitzen, durch die sie perfekt an ihren Lebensraum angepasst sind. Trotz intensiver Forschung wurde im Bereich der Kognitionsforschung bei dieser Gruppe aber noch sehr wenig untersucht. Unsere Hypothese ist, dass Haie in vielen Bereichen über ähnliche kognitive Leistungen verfügen wie die bisher untersuchten Teleoster oder andere Wirbeltiere. Es sollen verhaltensphysiologische Experimente 1. zur Objektkategorisierung, 2. zur Wahrnehmung von Scheinkonturen, 3. zum Ortsgedächtnis und 4. Zum Erinnerungsvermögen durchgeführt werden. Außer den Verhaltensversuchen, sollen zusätzlich Immediate Early Gene (IEG) Studien durchgeführt werden, um die neuronalen Substrate, die am Lernen und an höheren kognitiven Leistungen beteiligt sind, zu bestimmen (5). Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem Telencephalon. Experimente werden an grauen Bambushaien (Chiloscyllium griseum) durchgeführt, kleinen, bodenbewohnenden Haien, die ca. 70 cm groß werden. Alle geplanten Experimente haben eine für diese Art ökologische Relevanz: Dadurch, dass diese Haie in komplexen Habitaten vorkommen (z.B. in Korallenriffen) und wahrscheinlich territorial sind, wäre es für sie nützlich eine kognitive räumliche Karte (Experiment 3), ein räumliches Erinnerungsvermögen (Experiment 3/4) sowie visuelle Kategorisierungsfähigkeiten (Experiment 1) zu besitzen (z.B. für die Nahrungssuche, dem Auffinden von Versteckmöglichkeiten und dem Erkennen von Artgenossen, Räubern und Beute). Scheinkonturen sind Fehlinterpretationen der visuellen Information durch das Gehirn und zeigen, dass das Gehirn gegenüber den eingehenden sensorischen Informationen manchmal voreingenommen ist (Kandel et al. 1991). Es wäre sehr interessant herauszufinden, ob das Haigehirn den gleichen Täuschungen unterliegt wie das der Teleoster und anderer Vertebraten (Experiment 2). Raum-Zeit Lernen ist vorteilhaft um die Nahrungssuche zu steigern und Feinde zu vermeiden (Experiment 3). Sich nicht nur an einzelnen sondern an vielen verschiedenen Landmarken zu orientieren erhöht die Flexibilität in Bezug auf mögliche Umweltveränderungen (Experiment 3). Bisher gibt es keine IEG Arbeiten an Haien. Diese Studie soll herausfinden, ob neuronale Aktivität, ausgelöst durch kognitives Lernen, die Expression von c-fos und egr-1 im Telecephalon oder in bestimmten telencephalen Bereichen, erhöht (Experiment 5).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen