Consequences of selection for fear in Japanese quail

Abstract

Selection for the duration of tonic immobility (TI) has now been performed in quail over 40 generations. After 20 generations of selection the mean duration of TI for the long TI line (LTI) was of over 200 s whereas for the short TI line (STI) it was about 10 s. Heritability values were in the range 0.2 to 0.3. QTL research identified 5 loci associated with duration of TI of which four were either identical or close to loci associated with open-field behaviour. LTI quail consistently show stronger fear reactions than STI quail in many situations involving reactions to new environments, new objects or the proximity of man. The lines also differ at brain level, with functional differences in benzodiazepine and δ-opioid binding and also anatomical differences, particularly of the archistriatum. At rest STI quail show a predominance of the parasympathetic over the sympathetic system and a higher level of activation of the parasympathetic system after a startling stimulus (noise). The two lines do not differ in the basal levels of corticosterone but LTI quail show higher corticosterone levels after restraint in a crush cage. This difference cannot be completely explained by the difference in behaviour between the two lines in this situation. The reactivity of the adrenal gland to ACTH injection is similar in the two lines and the differences observed probably occur at hypothalamic and/or pituitary levels or higher. These selection experiments have provided a very powerfull tool to study the consequences of different fear levels on various aspects of the behaviour and physiology of the birds. They also show that selection for fear or stress susceptibility is possible in commercial lines and that there is the potential to obtain better animals in terms of ease of care and productivity with simultaneous improvement in welfare. Auswirkungen der Selektion auf Furcht bei der Japanischen Wachtel Seit mehr als 40 Generationen wird bei der Japanischen Wachtel auf die Dauer der tonischen Immobilität (TI) selektiert. Nach 20 Jahren Selektion betrug die durchschnittliche Dauer der TI in der Linie mit Selektion auf lange Dauer (LTI) 200 s und in der Linie mit Selektion auf geringe Dauer (STI) nur 10 s. Die geschätzten Heritabilitäten lagen im Bereich von 0,2 bis 0,3. Mittels QTL Bestimmungen konnte die Dauer der tonischen Immobilität mit 5 Genorten in Verbindung gebracht werden, wovon 4 identisch mit bzw. in der Nähe der Genorte liegen, die mit dem Open-Field-Verhalten in Verbindung stehen. LTI Wachteln zeigen durchgängig in vielen Situationen, wie z.B. neue Umgebungsbedingungen, neue Gegenstände und die Nähe zum Menschen, stärkere Furchtreaktionen als die STI Wachteln. Die Linien unterscheiden sich auch auf der Gehirnebene, sowohl auf der funktionalen Ebene in der Bindung von Benzodiazepin und δ-Opioid als auch auf der anatomischen Ebene, insbesondere im Archistriatum (Bestandteil des limbischen Systems). Ferner weisen STI Wachteln eine Dominanz des parasympathischen Systems über das sympathische sowie einen höheren Aktivitätslevel des parsympathischen Systems nach einem überraschenden Stimulus (z.B. Lärm) auf. Die zwei Linien unterscheiden sich zwar nicht im Corticosteron-Spiegel, aber LTI Wachteln zeigen nach dem Zurückhalten in einem Isolationskäfig einen höheren Corticosteron-Spiegel. Dieser Unterschied kann allerdings nicht vollständig durch das unterschiedliche Verhalten der beiden Linien in dieser Situation erklärt werden. Die Reaktion der Nebenniere auf ACTH-Injektionen ist in beiden Linien ähnlich und die beobachteten Unterschiede kommen vermutlich von der Ebene des Hypothalamus, der Hypophyse oder höher. Diese Selektionsversuche haben ein sehr fähiges Werkzeug zur Untersuchung der Auswirkungen von unterschiedlichen Furchtniveaus auf verschiedene Aspekte des Verhaltens und der Physiologie von Vögeln geliefert. Sie zeigen ferner, dass eine Selektion auf Furcht- oder Stressempfänglichkeit in kommerziellen Linien möglich ist. Hierdurch können ‚bessere’ Tiere im Hinblick auf die Leichtigkeit der Haltung und die Produktivität bei gleichzeitiger Verbesserung des Tierschutzes gezüchtet werden.