Wahrnehmung von Wirbelstraßen bei Fischen der Familien Cyprinidae und Salmonidae

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden erstmals Fische aus unterschiedlichen Lebensräumen auf komplexe hydrodynamische Reize im Fließwasser konditioniert. Hierzu wurden Kármánsche Wirbelstraßen verschiedener Wirbelablösefrequenzen präsentiert und eine fischverursachte Wirbelstraße simuliert, um die Wahrnehmung dieser Stimuli mit geeigneten Versuchsparadigmen belegen zu können. Als Versuchstiere dienten Vertreter der Familien Cyprinidae und Salmonidae. Zunächst wurden Alande (Goldorfen, Leuciscus idus) im Stillwasser mit einer klassischen Konditionierung durch Futterbelohnung auf einen Lichtreiz (LED) konditioniert. Das dadurch etablierte Reiz-Reaktions-Schema wurde dann in einen Strömungskanal übertragen und mit einer Kármánschen Wirbelstraße verknüpft, die dem Lichtreiz stets vorausging. Dieser Stimulus wurde mit einem rechteckigen Objekt erzeugt, das senkrecht zur Strömung ausgerichtet wurde. In alternativen Versuchsansätzen sollten die Versuchstiere direkt auf die Kármánsche Wirbelstraße konditioniert werden. Eine Konditionierung war auf diese Weise aber nicht möglich, da die Versuchstiere meist erst auf den Lichtreiz bzw. die Futtergabe reagierten und nicht auf die Kármánsche Wirbelstraße selbst. Daraufhin wurde das Versuchsparadigma auf ein Zwei-Alternativ-Wahlverfahren umgestellt, wofür der Testbereich des Strömungskanals in zwei Kompartimente parallel zur Strömungsrichtung unterteilt wurde, in welchen verschiedene Wirbelstraßen unabhängig voneinander erzeugt werden konnten. Die Futtergabe erfolgte einer operanten Konditionierung entsprechend nur, wenn das Versuchstier das Kompartiment aufsuchte, in welchem der ausgewählte Stimulus präsentiert wurde. In diesem Versuchsparadigma sollten Rotaugen (Rutilus rutilus), Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) und Nasen (Chondrostoma nasus) Kármánsche und simulierte fischverursachte Wirbelstraßen detektieren und gegebenenfalls diskriminieren. R. rutilus konnte verschiedene Kármánsche Wirbelstraßen sowohl im sichtbaren Licht als auch unter IR-Beleuchtung (850 nm) detektieren. Eine Diskrimination verschiedener Kármánscher Wirbelstraßen unter IR-Beleuchtung und die Detektion einer simulierten fischverursachten Wirbelstraße im sichtbaren Licht wurden nicht bewältigt. O. mykiss konnte verschiedene Kármánsche Wirbelstraßen sowie eine simulierte fischverursachte Wirbelstraße im sichtbaren Licht detektieren. Bei C. nasus konnte die Wahrnehmung von Wirbelstraßen nicht nachgewiesen werden.