Grotte du Bison : deux chasseurs pour un gibier : analyse archéozoologique de la couche I-J sur le site moustérien de la Grotte du Bison, Arcy-sur-Cure (Yonne, France)

Le site moustérien de la Grotte du Bison est situé au cœur des grottes préhistoriques longeant la rivière de la Cure à Arcy-sur-Cure (Yonne, France). La couche I-J de ce gisement représente une occupation néandertalienne datant de la fin du stade isotopique 4 (MIS 4) et du début du stade 3. Face à l’instabilité du climat durant cette période, les groupes de chasseurs-cueilleurs néandertaliens doivent faire des choix en matière d’acquisition des ressources alimentaires. Le mode de subsistance de ces groupes implique des choix stratégiques de comportements de chasse, de transport et de traitement des carcasses, ainsi que de mobilité de groupe. Quelles sont les stratégies d’exploitation de la faune employées par les Néandertaliens à Arcy-sur-Cure il y a un peu plus de 50 000 ans? Ce mémoire présente une analyse archéozoologique de l’assemblage faunique mis au jour durant la mission de fouilles 2014. Les résultats indiquent que les populations néandertaliennes ont occupé le site de façon saisonnière en alternance avec d’autres animaux carnivores comme l’ours des cavernes et la hyène des cavernes. Les hyènes et les Néandertaliens sont deux potentiels agents accumulateurs d’ossements dans la grotte. Un regard taphonomique sur l’assemblage faunique de la couche I-J suggère que les groupes néandertaliens ont chassé le renne et le cheval, alors que les meutes de hyènes ont accumulé des ossements de bovinés et de chevaux. Les groupes néandertaliens de la Grotte du Bison ont rapporté les carcasses entières de leurs proies sur le site. Ils en ont exploité la viande, la moelle, les peaux, ont fabriqué des outils en os et ont utilisé les plumes des rapaces, vraisemblablement à des fins symboliques.

Einfluß der Gewässerversauerung auf Hyporheos und Bryorheos: Untersuchungen an zwei Waldbächen im Westharz

Im Rahmen der Fallstudie Harz sollte an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung ein Beitrag zur Klärung der Frage geleistet werden, inwieweit zwei Zuläufe der Sösetalsperre im Westharz versauert bzw. versauerungsgefährdet sind; aus diesem Stausee wird Trinkwasser für mehrere Gemeinden in Norddeutschland gewonnen. Die Belastung des fast vollständig bewaldeten Einzugsgebiets der Sösetalsperre mit luftbürtigen Schadstoffen (Saurer Regen) zählte zu den höchsten in Mitteleuropa. An jeweils drei Untersuchungsstellen der beiden Bäche Alte Riefensbeek (R1 bis R3) und Große Söse (S1 bis S3) wurden zwischen März 1987 und November 1988 Proben aus Moospolstern und dem hyporheischen Interstitial entnommen und physikalisch, chemisch und biologisch untersucht. Ergänzend wurden Wasserproben zwischen März 1986 und Oktober 1991 sowie vom April 1998 ebenso wie qualitative Fänge von Makroinvertebraten zwischen November 1986 und Juli 1990 sowie vom April 1998 ausgewertet. Die Analyse der tierischen Besiedlung der Moos- und Interstitialproben beschränkte sich auf die taxonomischen Gruppen Turbellaria (Strudelwürmer), Mollusca (Weichtiere), Amphipoda (Flohkrebse), Ephemeroptera (Eintagsfliegen), Plecoptera (Steinfliegen), Heteroptera (Wanzen), Megaloptera (Schlammfliegen), Coleoptera (Käfer), Trichoptera (Köcherfliegen) und Diptera (Zweiflügler). Der Grundsatz, daß normalverteilte und nicht normalverteilte Daten statistisch unterschiedlich behandelt werden müssen, wurde konsequent angewandt. Am Beispiel der Choriotopstruktur wurde gezeigt, daß die Auswahl des Analyseverfahrens das Ergebnis der ökologischen Interpretation multivariater statistischer Auswertung beeinflußt. Die Daten der Korngrößen-Verteilung wurden vergleichend einer univariaten und einer multivariaten statistischen Analyse unterworfen. Mit dem univariaten Verfahren wurden die Gradienten der ökologisch relevanten Korngrößen-Parameter eher erkannt als mit dem multivariaten Verfahren. Die Auswirkungen von Gewässerversauerung sowie anderer Umweltfaktoren (insgesamt 42 Faktoren) auf die Lebensgemeinschaften wurden anhand der Parameter Artenzahl, Besiedlungsdichte, Körpergröße und Biomasse untersucht. Abundanz, Biomasse und Körpergröße sowie die Umweltfaktoren wurden auf einem horizontalen Gradienten, d.h. im Längslauf der Bäche, und auf einem vertikalen Gradienten, d.h. fließende Welle / Bryorheon / Benthon versus Hyporheon, untersucht. Es wurde ein terminologisches System für die Kompartimente in der Fließgewässer-Aue vorgeschlagen, das in sich einheitlich ist. Es wurde ein neuer Moos-Vitalitätsindex für die Moospolster vorgestellt. Es wurden Bestimmungsschlüssel für die Larven der Chloroperlidae (Steinfliegen-Familie) und der Empididae (Tanzfliegen) in den beiden Harzbächen entwickelt. Die untersuchten Bachstrecken waren frei von Abwasserbelastung. An zwei Stellen wurde Wasser für einen Forellenteich ausgeleitet. Abgesehen von zwei meterhohen Abstürzen in der Großen Söse waren wasserbauliche Veränderungen ohne große Bedeutung. Das Abfluß-Regime war insofern nicht mehr natürlich, als beide Bäche in das System der bergbaulichen Bewässerungsgräben des Oberharzes eingebunden sind. Die Söse hatte ein F-nivopluviales Abfluß-Regime, der abflußreichste Doppelmonat war der März / April, die Unregelmäßigkeit des Abfluß-Regimes war sehr hoch, die Vorhersagbarkeit sehr niedrig, die monatlichen Abfluß-Maxima wiesen eine sehr geringe Konstanz auf. Der Zeitraum der biologischen Probenahme wurde von überdurchschnittlich vielen Tagen mit mäßig erhöhten Abflüssen geprägt, sehr große Hochwasser-Wellen fehlten aber. Die Abfluß-Dynamik wurde statistisch beschrieben. Das hydraulische Regime wurde anhand der Meßgrößen Fließgeschwindigkeit, Fließkraft und FROUDE-Zahl dargestellt. Der Zusammenhang zwischen Abfluß und Fließgeschwindigkeit auf der einen Seite und der Korngrößen-Verteilung auf der anderen Seite wurde statistisch untersucht, ebenfalls zwischen dem Abfluß und dem Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel sowie dem Wasserchemismus. In den Phasen ohne Hochwasser hatte das Hyporheal die Funktion einer Senke für Feinstkörner. Das Bachbett der Alten Riefensbeek war stabiler als das der Großen Söse. Insgesamt gesehen war das hyporheische Sediment in den quellnahen Abschnitten grobkörniger und auf den quellfernen Strecken feinkörniger. Der prozentuale Anteil der Feinstkörner im Hyporheal und Benthal nahm aber im Längslauf der Bäche ab. Dies ist ungewöhnlich, konnte aber nicht plausibel mit geologischen und hydrologischen Meßgrößen erklärt werden. Beide Bäche waren sommerkalt. Der Einfluß der Wassertemperatur auf die Larvalentwicklung wurde beispielhaft an den Taxa Baetis spp. und Leuctra gr. inermis untersucht. Es gab eine Tendenz, daß der Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel vom Benthal in das Hyporheal anstieg. Dies war ein weiterer Hinweis darauf, daß das Hyporheal die Funktion einer Senke und Vorratskammer für Nährstoffe hat. Der Zusammenhang zwischen partikulärer und gelöster Kohlenstoff-Fraktion wurde diskutiert. Im Hyporheon war die Nitrifikation nicht stärker als in der fließenden Welle. Es gab Hinweise, daß die sauren pH-Werte in der Großen Söse die Nitrifikation hemmten. Die Valenzen der Moos- und Tier-Taxa bezüglich Fließgeschwindigkeit, pH-Wert, Alkalinität sowie der Gehalte von Sauerstoff, Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium wurden zusammengestellt. Das hyporheische Sediment war sehr grob und hatte eine hohe Porosität. Der Austausch zwischen fließender Welle und hyporheischem Wasser konnte deshalb sehr schnell erfolgen, es gab keine intergranulare Sprungschicht, die physikalischen und chemischen Tiefengradienten waren in den meisten Fällen gar nicht ausgeprägt oder nur sehr flach. Die Wassertemperatur des Freiwassers unterschied sich nicht signifikant von derjenigen im hyporheischen Wasser. Es gab -- von wenigen Ausnahmen bei pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt abgesehen -- keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wasserchemismus der fließenden Welle und dem des Hyporheals. Die physikalischen und chemischen Voraussetzungen für die Refugialfunktion des Hyporheons waren deshalb für versauerungsempfindliche Taxa nicht gegeben. In der Tiefenverteilung der untersuchten Tiergruppen im Hyporheal lag das Maximum der Abundanz bzw. Biomasse häufiger in 10 cm als in 30 cm Tiefe. Daraus läßt sich aber keine allgemeine Gesetzmäßigkeit ableiten. Es wurde durchgehend die Definition angewendet, daß die Gewässerversauerung durch den Verlust an Pufferkapazität charakterisiert ist. Saure Gewässer können, müssen aber nicht versauert sein; versauerte Gewässer können, müssen aber nicht saures Wasser haben. Maßstab für das Pufferungsvermögen eines Gewässers ist nicht der pH-Wert, sondern sind die Alkalinität und andere chemische Versauerungsparameter. Der pH-Wert war auch operativ nicht als Indikator für Gewässerversauerung anwendbar. Die chemische Qualität des Bachwassers der Großen Söse entsprach aufgrund der Versauerung nicht den umweltrechtlichen Vorgaben bezüglich der Parameter pH-Wert, Aluminium, Eisen und Mangan, bzgl. Zink galt dies nur an S1. In der Alten Riefensbeek genügte das Hyporheal-Wasser in 30 cm Tiefe an R2 bzgl. des Sauerstoff-Gehalts nicht den umweltrechtlichen Anforderungen. Nur im Freiwasser an R1 genügten die Ammonium-Werte den Vorgaben der EG-Fischgewässer-Richtlinie, der Grenzwert wurde an allen anderen Meßstellen und Entnahmetiefen überschritten. Das BSB-Regime in allen Entnahmetiefen an R2, im Freiwasser an R3 und S1, im Hyporheal an R1 sowie in 30 cm Tiefe an R3 genügte nicht den Anforderungen der Fischgewässer-Richtlinie. Der Grenzwert für Gesamt-Phosphor wurde an S3 überschritten. In der Großen Söse war der Aluminium-Gehalt so hoch, daß anorganisches und organisches Aluminium unterschieden werden konnten. Besonders hohe Gehalte an toxischem anorganischen Aluminium wurden an Tagen mit Spitzen-Abflüssen und Versauerungsschüben gemessen. Erst die Ermittlung verschiedener chemischer Versauerungsparameter zeigte, daß auch die alkalischen Probestellen R2 und R3 mindestens versauerungsempfindlich waren. Die Messung bzw. Berechnung von chemischen Versauerungsparametern sollte deshalb zum Routineprogramm bei der Untersuchung von Gewässerversauerung gehören. Zu Beginn des Untersuchungsprogramms war angenommen worden, daß die mittleren und unteren Abschnitte der Alten Riefensbeek unversauert sind. Dieser Ansatz des Untersuchungsprogramms, einen unversauerten Referenzbach (Alte Riefensbeek) mit einem versauerten Bach (Große Söse) zu vergleichen, mußte nach der Berechnung von chemischen Versauerungsindikatoren sowie der Analyse der Abundanz- und Biomasse-Werte modifiziert werden. Es gab einen Versauerungsgradienten entlang der Probestellen: R1 (unversauert) R2 und R3 (versauerungsempfindlich bis episodisch leicht versauert) S2 und S3 (dauerhaft versauert) S1 (dauerhaft stark versauert). An S1 war das Hydrogencarbonat-Puffersystem vollständig, an S2 und S3 zeitweise ausgefallen. Die Versauerungslage an R2 und R3 war also schlechter als vorausgesehen. Unterschiede im Versauerungsgrad zwischen den Meßstellen waren nicht so sehr in unterschiedlichen Eintragsraten von versauernden Stoffen aus der Luft begründet, sondern in unterschiedlichen Grundgesteinen mit unterschiedlichem Puffervermögen. Der Anteil der verschiedenen sauren Anionen an der Versauerung wurde untersucht, die chemischen Versauerungsmechanismen wurden mit Hilfe von Ionenbilanzen und verschiedenen Versauerungsquotienten analysiert. Die beiden untersuchten Bäche waren von anthropogener Versauerung betroffen. Dabei spielte die Schwefel-Deposition (Sulfat) eine größere Rolle als die Stickstoff-Deposition (Nitrat). Die Probestelle S1 war immer schon in unbekanntem Maß natürlich sauer. Dieser natürlich saure Zustand wurde von der hinzugekommenen anthropogenen Versauerung bei weitem überragt. Die wenigen gewässerökologischen Daten, die im Wassereinzugsgebiet der Söse vor 1986 gewonnen wurden, deuten darauf hin, daß die Versauerung in den 70er und in der ersten Hälfte der 80er Jahre vom Boden und Gestein in die Bäche durchgeschlagen war. Dieser Versauerungsprozeß begann vermutlich vor 1973 in den Quellen auf dem Acker-Bruchberg und bewegte sich im Laufe der Jahre immer weiter talwärts in Richtung Trinkwasser-Talsperre. Der Mangel an (historischen) freilandökologischen Grundlagendaten war nicht nur im Untersuchungsgebiet, sondern ist allgemein in der Versauerungsforschung ein Problem. Wenn sich das Vorkommen von nah verwandten Arten (weitgehend) ausschließt, kann dies an der Versauerung liegen, z.B. war die Alte Riefensbeek ein Gammarus-Bach, die Große Söse ein Niphargus-Bach; dieses muß aber nicht an der Versauerung liegen, z.B. fehlte Habroleptoides confusa im Hyporheos an R3, Habrophlebia lauta hatte dagegen ihr Abundanz- und Biomasse-Maximum an R3. Zugleich lag das Maximum des prozentualen Anteils von Grobsand an R3, eine mögliche Ursache für diese interspezifische Konkurrenz. Die biologische Indikation von Gewässerversauerung mit Hilfe der Säurezustandsklassen funktionierte nicht in den beiden Harzbächen. Es wurde deshalb ein biologischer Versauerungsindex vorgeschlagen; dieser wurde nicht am pH-Wert kalibriert, sondern an der chemischen Versauerungslage, gekennzeichnet durch die Alkalinität und andere chemische Meßgrößen der Versauerung. Dafür wurden aufgrund der qualitativen und quantitativen Daten die häufigeren Taxa in die vier Klassen deutlich versauerungsempfindlich, mäßig versauerungsempfindlich, mäßig versauerungstolerant und deutlich versauerungstolerant eingeteilt. Es reicht nicht aus, die biologischen Folgen von Gewässerversauerung sowie Veränderungen in der Nährstoff-Verfügbarkeit und im sonstigen Wasserchemismus nur anhand der Artenzahl oder des Artenspektrums abzuschätzen. Vielmehr müssen quantitative Methoden wie die Ermittlung der Abundanzen angewandt werden, um anthropogene und natürliche Störungen des Ökosystems zu erfassen. Es wurde eine Strategie für die behördliche Gewässergüteüberwachung von Bachoberläufen vorgeschlagen, die flächendeckend die Versauerungsgefährdung erfassen kann. Die Auswirkungen der zeitlichen Dynamik des Versauerungschemismus wurden am Beispiel des versauerungsempfindlichen Taxons Baetis spp. (Eintagsfliegen) dargestellt. An S2 und S3 kam es zu starken Versauerungsschüben. Baetis konnte sich nicht ganzjährig halten, sondern nur in versauerungsarmen Phasen im Sommer und im Herbst; es gab einen Besiedlungskreislauf aus Ausrottungs- und Wiederbesiedlungsphasen. Die temporäre Population von Baetis an S2 und S3 bestand nur aus ersten Larvenstadien. Die Probestellen wurden auf horizontalen Gradienten der Umweltfaktoren angeordnet. Bei einigen Parametern gab es keinen Gradienten (z.B. Sauerstoff-Gehalt), bei anderen Parametern waren die Meßstellen auf sehr flachen Gradienten angeordnet (z.B. C:N-Quotient der Feinstkörner), bei den restlichen Meßgrößen waren die Gradienten sehr deutlich (z.B. Alkalinität). Bei den Längsgradienten von Abundanz und Biomasse waren alle Möglichkeiten vertreten: Zunahme (z.B. Leuctra pseudosignifera), Abnahme (z.B. Gammarus pulex), Maximum an der mittleren Probestelle (z.B. Leuctra pseudocingulata) und kein signifikanter Trend (z.B. Nemoura spp.). Abundanz und Biomasse zahlreicher taxonomischer Einheiten hatten ihr Maximum im Längslauf an den quellnächsten Probestellen R1 und S1, z.B. Protonemura spp. und Plectrocnemia spp. Die Lebensgemeinschaften an R1 und S1 waren allerdings völlig unterschiedlich zusammengesetzt. Die häufig vertretene Annahme, versauerte Gewässer seien biologisch tot, ist falsch. Unter Anwendung des 3. biozönotischen Grundprinzips wurde das Maximum von Abundanz und Biomasse in den quellnahen Abschnitten mit dem eustatistischen (stabilen) Regime von Wassertemperatur, Abfluß und Protonen-Gehalt, in der Alten Riefensbeek auch von Alkalinität und ALMER-Relation erklärt. Aufgrund der natürlichen und anthropogenen Störungen war im Längslauf der untersuchten Bäche keine natürliche biozönotische Gliederung des Artenbestands erkennbar. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und der Taxazahl ergaben, daß in erster Linie versauerungsrelevante Parameter -- Gehalte saurer Anionen, basischer Kationen und von Metallen, Alkalinität usw. -- die höchsten Korrelationskoeffizienten mit der Taxa-Zahl hatten; unter den natürlichen Meßgrößen zählten nur die Gehalte von DOC und TIC sowie der Anteil der Sande zu der Gruppe mit den höchsten Korrelationskoeffizienten. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und den Abundanzen ergab dagegen, daß die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft nicht nur durch die anthropogene Gewässerversauerung, sondern mindestens genauso durch einige natürliche Meßgrößen beeinflußt wurde. Es gab in den Harzbächen keinen ökologischen Superfaktor, der die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft überwiegend bestimmte. Auch die Meßgrößen der anthropogenen Gewässerversauerung waren nicht solch ein Superfaktor. Einen ähnlich hohen Einfluß auf die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft hatten die geologisch bestimmten Umweltfaktoren Leitfähigkeit und TIC-Gehalt, der von der Landnutzung bestimmte DOC-Gehalt sowie der Chlorid-Gehalt, der geologisch, möglicherweise aber auch durch den Eintrag von Straßensalz bestimmt wird. Die Mischung von anthropogenen und natürlichen Faktoren wurde in einem Modell der Wirkung von abiotischen Faktoren auf Bryorheos und Hyporheos dargestellt. Als Beispiel für die zeitliche Nutzung ökologischer Nischen wurde die Verteilung der Larven und Adulten der Dryopidae (Hakenkäfer) im Hyporheos und Bryorheos untersucht. Die Larven wurden vorzugsweise im Hyporheon, die Adulten im Bryorheon angetroffen. Die untersuchten Taxa wurden in die Varianten bryorheobiont, bryorheophil, bryorheotolerant, bryorheoxen und bryorheophob bzw. hyporheobiont, hyporheophil, hyporheotolerant, hyporheoxen und hyporheophob eingeteilt, um ihre räumliche Nutzung ökologischer Nischen zu beschreiben. Die gängige Lehrmeinung, daß das Hyporheon die Kinderstube benthaler Makroinvertebraten ist, konnte für zahlreiche Taxa bestätigt werden (z.B. Habrophlebia lauta). Für die bryorheophilen Taxa (z.B. Gammarus pulex und Baetis spp.) trifft diese Lehrmeinung in den beiden Harzbächen nicht zu. Vielmehr übernimmt das Bryorheon die Funktion einer Kinderstube. Die Larven von Plectrocnemia conspersa / geniculata sowie von Baetis spp. und Amphinemura spp. / Protonemura spp. neben Gammarus pulex zeigten eine Habitatbindung, die erstgenannte Gattung an das Hyporheal, die letztgenannten 3 Taxa an untergetauchte Moospolster (Bryorheal). Die Idee von der Funktion des Hyporheals als Kinderstube der Larven und Jungtiere, als Schutzraum gegen die Verdriftung durch Strömung und vor Fraßdruck durch Räuber sowie als Ort hohen Nahrungsangebots mußte für die letztgenannten 3 Taxa abgelehnt werden. Für sie übernahm das Bryorheal diese Aufgaben. Zwar waren die beiden Bäche oligotroph und die Nahrungsqualität der Feinstkörner im Hyporheal war niedrig. Die Abundanz- und Biomasse-Werte im Bryorheos und Hyporheos gehörten aber zu den weltweit höchsten. Es wurde das Paradoxon diskutiert, daß im Hyporheon der beiden Bäche Diatomeen-Rasen gefunden wurden, obwohl das Hyporheon lichtlos sein soll. Das Hyporheon wurde als ein Ökoton zwischen Benthon / Rheon und Stygon angesehen. Es wurden vier Haupttypen des Hyporheons beschrieben. Wegen des sehr unterschiedlichen Charakters des Hyporheons in verschiedenen Fließgewässern gibt es keinen einheitlichen Satz von abiotischen und biotischen Faktoren, mit denen das Hyporheon vom Benthon und Stygon abgegrenzt werden kann. In den beiden Harzbächen ähnelte das Hyporheon mehr dem Benthon als dem Stygon. Es konnte nicht anhand der chemischen Meßgrößen vom Benthon abgegrenzt werden, sondern anhand der physikalischen Meßgrößen Trübung und der Anteile von Feinsand und Schluffe/Tone sowie anhand der biologischen Parameter Summen-Abundanz und Summen-Biomasse. Aus der Typologie des Hyporheons folgt, daß ein bestimmtes Hyporheon nicht alle in der Literatur beschriebenen Funktionen innerhalb der Fließgewässer-Aue übernehmen kann. Es wurde ein Schema entwickelt, mit dem sich die optimale Liste der Parameter für die Untersuchung eines bestimmten Hyporheons auswählen läßt. Der Tendenz in der Fließgewässer-Ökologie, immer neue Konzepte zu entwickeln, die allgemeingültig sein sollen, wurde das Konzept vom individuellen Charakter von Fließgewässer-Ökosystemen entgegengestellt.

Behavioral changes associated with a population density decline in the facultatively social red fox

Understanding the causal mechanisms promoting group formation in carnivores has been widely investigated, particularly how fitness components affect group formation. Population density may affect the relative benefits of natal philopatry versus dispersal. Density effects on individual behavioral strategies have previously been studied through comparisons of different populations, where differences could be confounded by between-site effects. We used a single population of red foxes (Vulpes vulpes) in the city of Bristol, UK, that underwent a natural perturbation in density to compare key changes in 1) group structure, 2) within-group relatedness, 3) mating system, 4) dispersal, and 5) dominance attainment. At high densities (19.6-27.6 adults km(-2)), group sex ratios were equal and included related and unrelated individuals. At low densities (4.0-5.5 adults km(-2)), groups became female biased and were structured around philopatric females. However, levels of within-group relatedness were unchanged. The genetic mating patterns changed with no instances of multiple-paternity litters and a decline in the frequency of extrapair litters of cubs from <= 77% to <= 38%. However, the number of genetically monogynous groups did not differ between periods. Dispersal was male biased at both high and low densities. At high density, most dominant males in the study groups appeared to have gained dominance after dispersing, but natal philopatry was an equally successful strategy at low density; conversely, most dominant females were philopatric individuals at both high and low densities. These results illustrate how density may alter behavioral strategies such as mating patterns and how this, in turn, alters group structure in a single population.

Mammal reproductive strategies driven by offspring mortality-size relationships

Trade-offs have long been a major theme in life-history theory, but they have been hard to document. We introduce a new method that reveals patterns of divergent trade-offs after adjusting for the pervasive variation in rate of resource allocation to offspring as a function of body size and lifestyle. Results suggest that preweaning vulnerability to predation has been the major factor determining how female placental mammals allocate production between a few large and many small offspring within a litter and between a few large litters and many small ones within a reproductive season. Artiodactyls, perissodactyls, cetaceans, and pinnipeds, which give birth in the open on land or in the sea, produce a few large offspring, at infrequent intervals, because this increases their chances of escaping predation. Insectivores, fissiped carnivores, lagomorphs, and rodents, whose offspring are protected in burrows or nests, produce large litters of small newborns. Primates, bats, sloths, and anteaters, which carry their young from birth until weaning, produce litters of one or a few offspring because of the need to transport and care for them.

Limitations to recording larger mammalian predators in savannah using camera traps and spoor

Traditionally, spoor (tracks, pug marks) have been used as a cost effective tool to assess the presence of larger mammals. Automated camera traps are now increasingly utilized to monitor wildlife, primarily as the cost has greatly declined and statistical approaches to data analysis have improved. While camera traps have become ubiquitous, we have little understanding of their effectiveness when compared to traditional approaches using spoor in the field. Here, we a) test the success of camera traps in recording a range of carnivore species against spoor; b) ask if simple measures of spoor size taken by amateur volunteers is likely to allow individual identification of leopards and c) for a trained tracker, ask if this approach may allow individual leopards to be followed with confidence in savannah habitat. We found that camera traps significantly under-recorded mammalian top and meso-carnivores, with camera traps more likely under-record the presence of smaller carnivores (civet 64%; genet 46%, Meller’s mongoose 45%) than larger (jackal sp. 30%, brown hyena 22%), while leopard was more likely to be recorded by camera trap (all recorded by camera trap only). We found that amateur trackers could be beneficial in regards to collecting presence data; however the large variance in measurements of spoor taken in the field by volunteers suggests that this approach is unlikely to add further data. Nevertheless, the use of simple spoor measurements in the field by a trained field researcher increases their ability to reliably follow a leopard trail in difficult terrain. This allows researchers to glean further data on leopard behaviour and habitat utilisation without the need for complex analysis.

“Pussy cat, pussy cat where have you been..?” Evaluating the use of stable isotopes, radiogenic isotopes and trace elements for investigating the ecology of Panthera leo

1. Understanding the behaviour and ecology of large carnivores is becoming increasingly important as the list of endangered species grows, with felids such as Panthera leo in some locations heading dangerously close to extinction in the wild. In order to have more reliable and effective tools to understand animal behaviour, movement and diet, we need to develop novel, integrated approaches and effective techniques to capture a detailed profile of animal foraging and movement patterns. 2. Ecological studies have shown considerable interest in using stable isotope methods, both to investigate the nature of animal feeding habits, and to map their geographical location. However, recent work has suggested that stable isotope analyses of felid fur and bone is very complex and does not correlate directly with the isotopic composition of precipitation (and hence geographical location). 3. We present new data that suggest these previous findings may be atypical, and demonstrate that isotope analyses of Felidae are suitable for both evaluating dietary inputs and establishing geo-location as they have strong environmental referents to both food and water. These data provide new evidence of an important methodology that can be applied to the family Felidae for future research in ecology, conservation, wildlife forensics and archaeological science.

Diabetes mellitus-related morphoquantitative changes in the celiac ganglion neurons of the dog

Diabetes mellitus is the most common endocrine disturbance of domestic carnivores and can cause autonomic neurological disorders, although these are still poorly understood in veterinary medicine. There is little information available on the quantitative adaptation mechanisms of the sympathetic ganglia during diabetes mellitus in domestic mammals. By combining morphometric methods and NADPH-diaphorase staining (as a possible marker for nitric oxide producing neurons), type I diabetes mellitus-related morphoquantitative changes were investigated in the celiac ganglion neurons in dogs. Twelve left celiac ganglia from adult female German shepherd dogs were examined: six ganglia were from non-diabetic and six from diabetic subjects. Consistent hypertrophy of the ganglia was noted in diabetic animals with increase of 55% in length, 53% in width, and 61.5% in thickness. The ordinary microstructure of the ganglia was modified leading to an uneven distribution of the ganglionic units and a more evident distribution of axon fascicles. In contrast to non-diabetic dogs, there was a lack of NADPH-diaphorase perikarial labelling in the celiac ganglion neurons of diabetic animals. The morphometric study showed that both the neuronal and nuclear sizes were significantly larger in diabetic dogs (1.3 and 1.39 times, respectively). The profile density and area fraction of NADPH-diaphorase-reactive celiac ganglion neurons were significantly larger (1.35 and 1.48 times, respectively) in non-diabetic dogs compared to NADPH-diaphorase-non-reactive celiac ganglion neurons in diabetic dogs. Although this study suggests that diabetic neuropathy is associated with neuronal hypertrophy, controversy remains over the possibility of ongoing neuronal loss and the functional interrelationship between them. It is unclear whether neuronal hypertrophy could be a compensation mechanism for a putative neuronal loss during the diabetes mellitus. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Successful carnivore identification with faecal DNA across a fragmented Amazonian landscape

The use of scat surveys to obtain DNA has been well documented in temperate areas, where DNA preservation may be more effective than in tropical forests. Samples obtained in the tropics are often exposed to high humidity, warm temperatures, frequent rain and intense sunlight, all of which can rapidly degrade DNA. Despite these potential problems, we demonstrate successful mtDNA amplification and sequencing for faeces of carnivores collected in tropical conditions and quantify how sample condition and environmental variables influence the success of PCR amplification and species identification. Additionally, the feasibility of genotyping nuclear microsatellites from jaguar (Panthera onca) faeces was investigated. From October 2007 to December 2008, 93 faecal samples were collected in the southern Brazilian Amazon. A total of eight carnivore species was successfully identified from 71% of all samples obtained. Information theoretic analysis revealed that the number of PCR attempts before a successful sequence was an important negative predictor across all three responses (success of species identification, success of species identification from the first sequence and PCR amplification success), whereas the relative importance of the other three predictors (sample condition, season and distance from forest edge) varied between the three responses. Nuclear microsatellite amplification from jaguar faeces had lower success rates (15-44%) compared with those of the mtDNA marker. Our results show that DNA obtained from faecal samples works efficiently for carnivore species identification in the Amazon forest and also shows potential for nuclear DNA analysis, thus providing a valuable tool for genetic, ecological and conservation studies.

Comparing methods for sampling large- and medium-sized mammals: camera traps and track plots

Activities involving fauna monitoring are usually limited by the lack of resources; therefore, the choice of a proper and efficient methodology is fundamental to maximize the cost-benefit ratio. Both direct and indirect methods can be used to survey mammals, but the latter are preferred due to the difficulty to come in sight of and/or to capture the individuals, besides being cheaper. We compared the performance of two methods to survey medium and large-sized mammal: track plot recording and camera trapping, and their costs were assessed. At Jatai Ecological Station (S21 degrees 31`15 ``- W47 degrees 34`42 ``-Brazil) we installed ten camera traps along a dirt road directly in front of ten track plots, and monitored them for 10 days. We cleaned the plots, adjusted the cameras, and noted down the recorded species daily. Records taken by both methods showed they sample the local richness in different ways (Wilcoxon, T=231; p;;0.01). The track plot method performed better on registering individuals whereas camera trapping provided records which permitted more accurate species identification. The type of infra-red sensor camera used showed a strong bias towards individual body mass (R(2)=0.70; p=0.017), and the variable expenses of this method in a 10-day survey were estimated about 2.04 times higher compared to track plot method; however, in a long run camera trapping becomes cheaper than track plot recording. Concluding, track plot recording is good enough for quick surveys under a limited budget, and camera trapping is best for precise species identification and the investigation of species details, performing better for large animals. When used together, these methods can be complementary.

Carnivore mammals in a fragmented landscape in northeast of Sao Paulo State, Brazil

Sao Paulo is the most developed state in Brazil and little of its native vegetation remains. In Luiz Antonio and Santa Rita do Passa Quatro municipalities, only small fragments of cerrado (Brazilian savanna) physiognomies (cerrado, cerrado sensu stricto) and of semideciduous forest have been left, surrounded by eucalyptus silviculture and sugar-cane agriculture. However, that vegetation mosaic still shelters large mammals, including several carnivore species. To detect the carnivores present in such a mosaic area (50,000 ha), and to find out how they use the landscape, we recorded them through 21 camera traps and 21 track plots, during 18 months. Species richness, diversity and relative frequency were evaluated according to the habitat. Ten species were recorded, some of them locally threatened to extinction (Puma concolor, Leopardus pardalis, Chrysocyon brachyurus). Species diversity did not significantly differ among fragments, and although most species preferred one or another habitat, the carnivore community as a whole explored all the study area regardless of the vegetation cover;eucalyptus plantations were as used by the carnivores as the native fragments. Therefore, it seems possible to maintain such animals in agricultural landscapes, where some large native fragments are left and the matrix is permeable to native fauna.

Influence of multi-scale landscape structure on the occurrence of carnivorous mammals in a human-modified savanna, Brazil

So Paulo is the most developed state in Brazil and contains few fragments of native ecosystems, generally surrounded by intensive agriculture lands. Despite this, some areas still shelter large native animals. We aimed at understanding how medium and large carnivores use a mosaic landscape of forest/savanna and agroecosystems, and how the species respond to different landscape parameters (percentage of landcover and edge density), in a multi-scale perspective. The response variables were: species richness, carnivore frequency and frequency for the three most recorded species (Puma concolor, Chrysocyon brachyurus and Leopardus pardalis). We compared 11 competing models using Akaike`s information criterion (AIC) and assessed model support using weight of AIC. Concurrent models were combinations of landcover types (native vegetation, ""cerrado"" formations, ""cerrado"" and eucalypt plantation), landscape feature (percentage of landcover and edge density) and spatial scale. Herein, spatial scale refers to the radius around a sampling point defining a circular landscape. The scales analyzed were 250 (fine), 1,000 (medium) and 2,000 m (coarse). The shape of curves for response variables (linear, exponential and power) was also assessed. Our results indicate that species with high mobility, P. concolor and C. brachyurus, were best explained by edge density of the native vegetation at a coarse scale (2,000 m). The relationship between P. concolor and C. brachyurus frequency had a negative power-shaped response to explanatory variables. This general trend was also observed for species richness and carnivore frequency. Species richness and P. concolor frequency were also well explained by a second concurrent model: edge density of cerrado at the fine (250 m) scale. A different response was recorded for L. pardalis, as the frequency was best explained for the amount of cerrado at the fine (250 m) scale. The curve of response was linearly positive. The contrasting results (P. concolor and C. brachyurus vs L. pardalis) may be due to the much higher mobility of the two first species, in comparison with the third. Still, L. pardalis requires habitat with higher quality when compared with other two species. This study highlights the importance of considering multiple spatial scales when evaluating species responses to different habitats. An important and new finding was the prevalence of edge density over the habitat extension to explain overall carnivore distribution, a key information for planning and management of protected areas.