Rinderurin auffangen für Klimaschutz

Veröffentlicht amAutorgh

Forscher trainieren Toilettengang von Kühen

Wenn nur 10 oder 20 Prozent der Urinausscheidungen von Rindern aufgefangen werden, könnte der Ausstoß von Treibhausgasen und die Nitratauswaschung erheblich reduziert werden. Im Rahmen eines Forschungsprogramms zur Verringerung von Treibhausgasemissionen haben Wissenschaftler Kühen beigebracht, in einem dafür vorgesehenen Bereich zu urinieren. Die Möglichkeit, den Urin aufzufangen, könnte die Umweltbelastung durch Rinderhaltung erheblich reduzieren, erklärte ein Team neuseeländischer und deutscher Wissenschaftler in einem Artikel in der aktuellen Ausgabe von Current Biology (open access).

Kühe bei Neuruppin – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

Zusammenfassung des Artikels

„Die wahllose Ausscheidung von Rindern trägt zur Emission von Treibhausgasen (THG) und zur Verschmutzung von Boden und Wasser bei. Bei tierfreundlicher Haltung, die den Rindern mehr Platz bietet, sind die Emissionen höher – ein Zielkonflikt, den wir das „Klimakillerproblem“ nennen. Die Entleerung an einem bestimmten Ort würde dazu beitragen, dieses Dilemma zu lösen, da die Ausscheidungen unter geräumigeren Haltungsbedingungen problemlos aufgefangen und behandelt werden könnten. Das Wasserlassen erfordert Selbstkontrolle und die Koordination einer komplexen Kette von Verhaltensweisen, einschließlich des Bewusstseins der Blasenfülle, der Übersteuerung der Ausscheidungsreflexe, der Wahl einer Latrine und der absichtlichen Entspannung des äußeren Harnröhrenschließmuskels.

Versuche, das Toilettengehen bei Rindern zu trainieren, waren bisher nur teilweise erfolgreich obwohl die Ausscheidung und die damit verbundene neurophysiologische Kontrolle bei Rindern ähnlich sind wie bei den Arten, die zur Toilette fähig sind. Auch sehr junge Säuglinge wurden als unfähig angesehen, selbständig zu entleeren, aber sie können durch intensives Training dazu gebracht werden. Wir zeigen hier, dass Rinder ihren Miktionsreflex kontrollieren und eine Latrine zum Urinieren benutzen können, indem wir ein belohnungsbasiertes Trainingsverfahren mit Rückwärtsverkettung anwenden. Eine solche Selbstkontrolle ist ein Beweis dafür, dass Tiere lernen können, auf innere Erfahrungen zu reagieren und diese durch entsprechend trainiertes operantes Verhalten zu offenbaren, was eine weitere Möglichkeit zur Erforschung ihres subjektiven Zustands darstellt.

Verhaltensweisen von Tieren können durch Belohnungen verändert werden

In unserer Studie durchliefen 16 Kälber individuelle Toilettentrainings in dreistufigen, rückwärts verketteten Verfahren. In der ersten Phase (Training in der Latrine) wurden die Kälber auf einen bestimmten Bereich beschränkt, und jeder Uriniervorgang wurde mit Futter belohnt. Je häufiger sich die Kälber im Laufe des Trainings an der Belohnung orientierten, desto erfolgreicher wurde die Kontrolle über das Urinieren durch die Belohnung. Das Training in der Latrine diente auch dazu, die Latrine als den korrekten Ort für das Wasserlassen zu etablieren.

Eine zuverlässige und schnelle Orientierung auf die Belohnung (Lernen) wurde bei 10 von 16 Kälbern beobachtet. In der nächsten Phase (Toilettentraining) wurden die Selbstkontrolle über den gesamten Toilettengang und der Grad der Etablierung der Latrine als korrektem Ort des Urinierens bewertet. Es ist wichtig, dass die Kälber durch die Selbstinitiierung und -kontrolle des Urinierens zeigen, dass sie in der Lage sind, auf Hinweise zu reagieren, die sich aus inneren Erfahrungen ergeben, und somit ein interozeptives Bewusstsein zeigen. Alle Kälber setzten diese Phase fort, da sich sogar die schlechteren Lernenden während des Latrinentrainings an der Belohnung orientierten. Die Kälber betraten die Latrine von einer Gasse aus durch ein von Tieren betätigtes Tor und verließen die Latrine nach jedem Urinieren. Das Urinieren in der Latrine wurde wie beim Training in der Latrine belohnt, aber auf das Urinieren in der Gasse folgte sofort ein unangenehmer Reiz (drei Sekunden langes Wasserspritzen). Das Verhalten, das mit jedem Uriniervorgang beim Toilettentraining verbunden war, wurde einer von vier möglichen Sequenzen zugeordnet. Die Kontrolle der Urinreflexe wurde von 11/16 Kälbern schnell erlernt. Sie gingen zuverlässig in die Latrine, um zu urinieren.

Unsere Studie zeigt, dass Rinder in der Lage sind, auf interne Entleerungsreflexe zu achten und diese freiwillig zu kontrollieren, und trägt zu einer wachsenden Zahl von Belegen dafür bei, dass sowohl unwillkürliche als auch freiwillige Verhaltensweisen von Tieren durch Belohnungen verändert werden können. Der Nachweis eines interozeptiven Bewusstseins bei einem Tier könnte ein weiterer Hinweis darauf sein, dass andere subjektive Erfahrungen oder affektive Zustände, die nicht ohne weiteres zugänglich, aber für das Verständnis des Wohlbefindens von Tieren wichtig sind, mit Hilfe geeigneter operanter Konditionierungsverfahren gemessen werden können. Bemerkenswerterweise zeigten die Kälber ein Leistungsniveau, das mit dem von Kindern vergleichbar und dem von sehr jungen Kindern überlegen war.

Unsere Ergebnisse sind originell und zeigen eine bisher nicht realisierte Möglichkeit auf, die kognitiven Fähigkeiten von Tieren zu nutzen, um dringende Umweltprobleme zu lösen, ohne den Tierschutz zu beeinträchtigen. Wir haben gezeigt, dass die Mehrheit der Rinder darauf trainiert werden kann, den größten Teil ihres Urins an einem bestimmten Ort abzusetzen, was die Entwicklung effektiverer Methoden zum Sammeln, Behandeln und Entsorgen von reinem Urin ermöglicht, als dies derzeit mit technischen Lösungen allein möglich ist. Modellrechnungen haben ergeben, dass das Auffangen von etwa 80% des Rinderurins in Latrinen zu einer 56%igen Verringerung der Ammoniakemissionen führen könnte. Darüber hinaus können durch die Verringerung der Verschmutzung der Lebensräume die Sauberkeit, die Hygiene und das Wohlergehen der Tiere verbessert und gleichzeitig die Umweltbelastung verringert werden. Clevere Rinder können also dazu beitragen, das Rätsel des Klimakillers zu lösen.“

->Quellen: