Auswirkungen umweltbedingter Variation des maternalen Pflegeverhaltens auf die Stressaktivität und die Verhaltensflexibilität bei der Maus
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Anpassungsfähigkeit und das Wohlergehen von Menschen und Tieren hängen entscheidend von der Stressreaktivität ab. Die Stressreaktivität ist nicht genetisch vorgegeben, sondern wird maßgeblich durch Umwelteinflüsse während der Ontogenese moduliert. Gemäß Forschungen an Ratten wird die Stressreaktivität entscheidend vom mütterlichen Pflegeverhalten beeinflusst. Bislang war jedoch unklar, ob dies auch für Mäuse gilt und ob Unterschiede im mütterlichen Pflegeverhalten Ausdruck umweltabhängiger Plastizität sind. Im vorliegenden Projekt wurde an Mäusen untersucht, wie sich unterschiedliche Umweltbedingungen während der postnatalen Phase auf die Entwicklung der Ängstlichkeit und Stressreaktivität auswirken. Umfassende Erhebungen des mütterlichen Pflegeverhaltens sowie der späteren Ängstlichkeit und Stressreaktivität der Jungtiere sollten zeigen, welche Aspekte des mütterlichen Pflegeverhaltens den Phänotyp der Jungtiere bestimmen. Mittels postnataler Manipulationen und experimenteller Haltungsformen wurde zudem untersucht, ob umweltbedingte Veränderungen der Ängstlichkeit und Stressreaktivität auf Veränderungen des mütterlichen Pflegeverhaltens zurückzuführen sind. Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen können folgende Befunde festgehalten werden: Laktierende Mäuseweibchen verändern ihr maternales Verhalten selektiv in Abhängigkeit spezifischer Umweltfaktoren. Verschiedene Aspekte des maternalen Verhaltens (u.a. Dauer der Anwesenheit im Nest, Ausprägung aktiven Pflegeverhaltens) werden durch spezifische Aspekte der Umweltbedingungen unabhängig voneinander moduliert und können die spätere Ängstlichkeit und Stressreaktivität der Jungtiere unabhängig voneinander beeinflussen. Die hohe und gleichzeitig spezifische Plastizität des maternalen Verhaltens sowie der Auswirkungen auf den späteren Phänotyp der Jungtiere deutet darauf hin, dass es sich dabei um adaptive Entwicklungsplastizität handelt, die es Mäusen ermöglicht, ihren Phänotyp gezielt an die zukünftigen Umweltbedingungen anzupassen. Beim maternalen Verhalten konnten zwei unterschiedliche Pflegestile charakterisiert werden. Ein protektiver Pflegestil äußert sich in einer längeren Anwesenheit im Nest und ist vermutlich mit erhöhter Ängstlichkeit der Muttertiere verbunden. Dies führt bei den Jungtieren zu erhöhter Ängstlichkeit und Stressreaktivität. Ein aktiver Pflegestil äußert sich dagegen in erhöhtem aktivem Pflegeverhalten (active nursing, licking/grooming) und wird in erster Linie durch anforderungsreiche Umweltbedingungen induziert. Ein aktiver Pflegestil führt bei den Jungtieren zu verminderter Ängstlichkeit und Stressreaktivität. Dies stimmt überein mit Befunden an raten und deutet darauf hin, dass die Ängstlichkeit und Stressreaktivität von Mäusen im Hinblick auf anforderungsreiche Umweltbedingungen herunterreguliert wird. Die Ängstlichkeit und Stressreaktivität der Muttertiere scheint unabhängig von den herrschenden Umweltbedingungen einen Einfluss auf den Phänotyp der Jungtiere zu haben, wobei Männchen und Weibchen unterschiedlich sensitiv darauf reagieren. Die genaue Funktion dieses Geschlechtsunterschieds ist bisher noch ungeklärt. Diese neuen und grundlegenden Erkenntnisse zur umweltabhängigen Plastizität des maternalen Verhaltens und der Ängstlichkeit und Stressreaktivität von Mäusen sind bedeutsam für die weitere Stress- und Verhaltensforschung am Tiermodell Maus und liefern gleichzeitig neue Grundlagen zur Beurteilung der Tiergerechtheit von Haltungsbedingungen für Labormäuse.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2006 Developmental plasticity of HPA and fear responses in rats: a critical review of the maternal mediation hypothesis. Horm. Behav. 50: 667-680
Macrí, S. and Würbel, H.
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2006. Developmental plasticity and animal welfare: adaptive plasticity, phenotypic mismatch or pathology? Proceedings of the 40th International Congress of the ISAE, p. 27
Würbel, H.
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2006. Effects of maternal environment on maternal behaviour and offspring fearfulness in mice. Proceedings of the 40th International Congress of the ISAE, p. 214
Coutellier, L., Friedrich, A.C., Marashi, V. and Würbel, H.
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2006. Spatial variation of access to food affects maternal behaviour, but has no lasting effects on offspring fearfulness in mice. Proceedings of the 40th International Congress of the ISAE, p. 147
Friedrich, A.C., Coutellier, L, Marashi, V. and Würbel, H.
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2007. Adaptive, maladaptive or pathological? Phenotypic plasticity of brain and behaviour in rodents. Proceedings of the International Ethological Conference, p. 56
Würbel, H.
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2007. Challenging a mortal myth: Litter loss in laboratory mice is not associated with eariy handling. Proceedings of the International Ethological Conference, p. 174
Weber, E.M., Friedrich, A.C., Coutellier, L., Würbel, H. and Olsson, l.A.S.
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2007. Effects of maternal foraging conditions on fearfulness in mice. Proceedings of the International Ethological Conference, p. 173
Coutellier, L., Friedrich, A.C. and Würbel, H.
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2007. Effects of neonatal manipulations on maternal behaviour and fearfulness in mice. Proceedings of the International Ethological Conference, p. 173
Friedrich, A.C., Coutellier, L. and Würbel, H.
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2007. Maternal mediation of developmental plasticity of fearfulness in mice. Proceedings of the International Ethological Conference, p. 119
Coutellier, L., Friedrich, A.C. and Würbel, H.
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2008. Effects of rat odour and shelter on maternal behaviour in C57BL/6 dams and on fear and stress responses in their adult offspring. Physiol. Behav. 94: 393-404
Coutellier, L., Friedrich, A.C., Failing, K., Marashi, V. and Würbel, H.
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2008. The maternal mediation of fear and stress responses in rodents. Proceedings of the 42nd International Congress of the ISAE, p. 248
Würbel, H.
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2008. Variation of postnatal maternal environment in mice: effects on maternal behaviour and behavioural and endocrine responses in the adult offspring. Physiol. Behav.: 93: 395-407
Coutellier, L., Friedrich, A.C., Failing, K. and Würbel, H.
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2009. Effects of foraging demand on maternal behaviour and adult offspring anxiety and stress responses in C57BL/6 mice. Behav. Brain Res. 196: 192-199
Coutellier, L., Friedrich, A.C., Failing, K., Marashi, V. and Würbel, H.
