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Impact of domestication on learning and cognitive capacities in goats (Capra hircus) - effects of long-term cognitive training on livestock welfare and husbandry

English title Impact of domestication on learning and cognitive capacities in goats (Capra hircus) - effects of long-term cognitive training on livestock welfare and husbandry
Applicant Keil Nina
Number 170537
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Zentrum für tiergerechte Haltung: Wiederkäuer und Schweine Forschungsanstalt Agroscope
Institution of higher education Research Institutes Agroscope - AGS
Main discipline Animal Breeding
Start/End 01.07.2017 - 30.06.2021
Approved amount 205'159.00
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Keywords (8)

behavioural flexibility; causal cognition; cognitive enrichment; contrafreeloading; human-animal interaction; social cognition; social learning; stress reactivity

Lay Summary (German)

Lead
Am Beispiel der Ziege soll untersucht werden, inwieweit die Domestikation generell, und spezifische Zuchtziele im Besonderen, die Lern- und kognitiven Fähigkeiten von Tieren verändert haben. Zudem könnte längerfristiges kognitives Training von den Tieren als positive Umweltanreicherung wahrgenommen werden. Ein vertieftes Verständnis der kognitiven Fähigkeiten und Ansprüche an die Haltungsbedingungen ist notwendig, um Nutztiere tiergerecht halten zu können.
Lay summary

Inhalt und Ziele des Forschungsprojekts

Zum Erreichen der Projektziele werden in zwei Arbeitspaketen (AP) mit verschiedenen Kognitionstests die kognitiven Fähigkeiten von Ziegen durchleuchtet (AP I und II). Ein besonderer Fokus liegt darauf, wie Ziegen vom Menschen ausgesandte Signale nutzen und welche Bedeutung die Domestikation hierbei hat. In einem weiteren AP (III) wird erforscht, ob Ziegen besser von einer (a) anderen erfahrenen Ziege oder (b) vom Menschen lernen. Schließlich wird untersucht, ob domestizierte Ziegen von sich aus motiviert sind, sich kognitiv zu betätigen und inwieweit sich langanhaltendes kognitives Training positiv auf ihre Verhaltensflexibilität, das Wohlbefinden und die Mensch-Tier-Interaktion auswirkt (AP IV). Die Versuchstiere im Projekt sind Wildziegen und zwei domestizierte Ziegenrassen mit unterschiedlichem Zuchtziel (Hochleistungsmilchziege bzw. Fleischziege für die Bewirtschaftung von extensiven Standorten). Durch die Wiederholung der Versuche an zwei Forschungsstandorten unter vergleichbaren Haltungsbedingungen wird die Aussagekraft der Resultate erheblich gesteigert.

 

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Kognitionstests sind ein wichtiges Werkzeug bei der vergleichenden Untersuchung von kognitiven Fähigkeiten von Wild- und Nutztieren. Mittels solcher Ansätze können Veränderungen im Problemlösungsverhalten von Tieren, die im Verlaufe der Domestikation entstanden sind, vergleichend analysiert werden. Zudem sind Nutztiere in der Intensivhaltung Bedingungen ausgesetzt, die das Ausleben von arteigenem Verhalten oft nur eingeschränkt zulassen. Dies kann zu Langeweile, Stress und Frustration führen. Es gibt jedoch erst wenige Studien, die sich mit kognitivem Training als Form der Umweltanreicherung und möglichen positiven Effekten auf das Wohlbefinden von Tieren auseinandersetzen.
Direct link to Lay Summary Last update: 07.04.2017

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Goats work for food in a contrafreeloading task
Rosenberger K., Simmler M., Nawroth C., Langbein J., Keil N. (2020), Goats work for food in a contrafreeloading task, in Scientific Reports, 10(1), 22336-22336.
EasieRR: An open‐source software for non‐invasive heart rate variability assessment
Rasmussen Jeppe Have, Rosenberger Katrina, Langbein Jan (2020), EasieRR: An open‐source software for non‐invasive heart rate variability assessment, in Methods in Ecology and Evolution, 11(6), 773-782.

Scientific events

Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved
Fachinformationskreis ZiegenhalterInnen Talk 25.02.2021 Wien, Austria Rosenberger Katrina;


Abstract

Cognitive tests are an important tool with which to investigate the mental capacities of non-human animals, and to provide insights into the process of domestication and how it has shaped behavioural and cognitive capacities. Often differing in their mental capacities compared to their wild counterparts, domestic animals are subject to intensive husbandry conditions, which offer only limited opportunities to perform characteristic species-specific behaviours and can thus lead to boredom, stress and frustration. Although structural enrichment has been known to counteract these negative outcomes, approaches that focus on the effects of cognitive training as a form of enrichment on measures of animal welfare (such as behavioural reactivity and stress physiology) are rarely investigated.Thus, the main goals of the proposed project are to investigate (1) the impact of domestication on the visual learning and cognitive capacities of an ungulate species, the goat (Capra hircus); (2) their ability to learn from con- and heterospecifics; and (3) the impact of long-term cognitive training on goats’ welfare, and their motivation to participate in specific cognitive challenging tasks. Study subjects are wild goats and two breeds of domestic goats with two different selection objectives (an intensive breed selected for high milk production and an extensive breed selected for herding in rural landscapes). First, we will investigate learning flexibility and the ability to use causal and social cues with a special focus on human-animal interactions and the impact of domestication (WP I and II). Second, we will investigate the effect of previous cognitive training/testing and of the selection objective on the ability of domestic goats to learn socially from either (a) a conspecific or (b) a human (WP III). Finally, we will determine the influence of long-term cognitive training on behavioural flexibility, stress reactivity, and human-animal interactions as well as the intrinsic motivation of domestic goats to participate in cognitively challenging tasks (WP IV). To optimize the external validity of our results, experiments will be carried out in two research facilities under similar housing and handling conditions.The results will provide significant insights into how domestication, in general and in relation to specific selection objectives, has affected the behaviour and cognition of non-human animals, using goats as a model species. Gaining deeper knowledge of the effects of domestication on livestock cognition is highly important because cognitive capacities affect the ability of livestock (and other captive and/or domestic animals) to adapt to husbandry conditions and human interactions. Consequently, we will provide new insights into the long-term effects of repeated cognitive training on behavioural, motivational and physiological parameters of domestic animals, enabling a greater incorporation of cognitive enrichment into concepts of animal welfare.
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