Rinder lernen schnell, mit Menschen umzugehen

Von Natur aus sieht ein Rind in dem Menschen erst einmal ein „Raubtier“, weshalb der Ur-Instinkt des Rindes dazu führen müsste, die Flucht anzutreten. Ein Weg, bei ihnen die Angst vor dem Menschen zu reduzieren, besteht darin, sie ihr Verhalten aufgrund ihrer Erfahrungen ändern zu lassen. Das bedeutet, dass Rinder durch verschiedene Techniken lernen müssen, mit der Anwesenheit von Menschen klarzukommen.

Eine dafür geeignete Lernmethode ist die „Operante Konditionierung“. Diese Lernmethode, die vor allem durch die Arbeit des amerikanischen Psychologen B.F. Skinner in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts populär wurde, zielt auf die Verstärkung von Verhaltensweisen durch Belohnungen oder die Verminderung durch Bestrafungen. Es geht also darum, ein Tier (oder auch einen Menschen) dazu zu bringen, ein bestimmtes Verhalten öfter zu zeigen oder zu unterlassen, indem die Konsequenzen dieses Verhaltens systematisch kontrolliert werden.

Als grundlegende Konzepte der operanten Konditionierung werden eine positive oder negative Verstärkung angesehen. Im ersten Fall wird dem Tier eine Belohnung dargeboten, sobald es ein gewünschtes Verhalten zeigt. Dadurch soll die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass das Tier dieses Verhalten wiederholt zeigt. Bei einer negativen Verstärkung wird ein unangenehmer Reiz entfernt, wenn das Tier ein bestimmtes Verhalten zeigt. Auch dies soll dazu führen, dass das Tier das Verhalten öfter zeigt.

In einer Studie von Marchesini et al. (2023) in einem praktischen Milchkuhbetrieb Nordostitaliens wurde untersucht, ob die Anwendung von operantem Konditionieren bei Jungrindern effektiv ist, um zum einen Stress bei den Tieren zu reduzieren und zum anderen, um den nahen Kontakt und die Handhabung der Rinder durch den Menschen zu erleichtern. Darüber hinaus sollte herausgearbeitet werden, wie viel Zeit ein Landwirt hierfür aufbringen muss.

Die Untersuchung wurde von Februar bis April 2021 durchgeführt. Der Betrieb hielt 230 laktierende Kühe, darunter 40 % Erstkalbinnen unter Laufstallbedingungen. Die durchschnittliche tägliche Milchleistung betrug 33 kg/Kuh.

Insgesamt wurden 60 Holstein-Jungrinder, aufgeteilt in 2 Altersgruppen, in dieses Experiment eingebunden:

1. Gruppe „Jung“: n = 29; 291 ± 39 Tage alt
2. Gruppe „Alt“: n = 31, 346 ± 62 Tage alt

Die Haltung der Jungrinder erfolgte in einem Laufstall mit Betonspaltenboden in 2 Abteilen mit je 40 Liegeboxen (Matratzen und Stroh) und je 24 Fangfressgitter-Plätzen. Neben den Haltungsbedingungen war auch die Fütterung beider Gruppen identisch. Sie wurden einmal täglich gegen 7 Uhr morgens mit einer TMR aus Weizen-, Sorghum- und Maissilage sowie Mineralfutter (ausgewählte Gehaltswerte der TMR: 120 g Rohprotein, 457 g NDF, 247 g ADF, 152 g Stärke; Angaben je kg TM) gefüttert.

Es erfolgte eine Unterteilung der 60 Jungrinder entsprechend eines Vermeidungsdistanz-Tests (ADT) in 3 Klassen, sogenannten RTH-Klassen. RTH bedeutet dabei „Reaktionsbereitschaft auf den Menschen“. Hierfür wurden alle Jungrinder am ersten Versuchstag getestet. Dafür standen sie am Futtertisch und waren im geschlossenen Fangfressgitter fixiert und eine erfahrene, unbekannte Person näherte sich ihnen frontal mit einer Geschwindigkeit von einem Schritt pro Sekunde, beginnend aus einer Entfernung von etwa 4 Metern. Dieses geschah eine halbe Stunde vor der üblichen TMR-Vorlage und wurde zweimal nacheinander durchgeführt.

Sobald die Rinder versuchten wegzulaufen, stoppte die Person und die Entfernung, von ihrer ausgestreckten Hand bis zum Maul wurde mit einem Laserentfernungsmesser gemessen. Falls ein Rind die Berührung am Flotzmaul zwar duldete, aber unmittelbar danach fliehen wollte, wurde als Entfernung 0,05 m festgehalten. Wenn hingegen ein Jungrind diese Berührung mindestens 5 Sekunden akzeptierte, wurde als Entfernung 0 m dokumentiert.

Auf diese Weise ergaben sich die drei folgenden RTH-Klassen:

• RTH-Klasse C: Zuversichtlich (n = 20; ADT ≤0,45 m),
• RTH-Klasse N: Neutral (n = 21; ADT > 0,45 und ≤1,05 m) und
• RTH-Klasse NC: Nicht zuversichtlich, zurückhaltend (n = 19; ADT > 1,05 m).
   

In einem insgesamt 12 Wochen andauernden Versuch wurden jeweils ungefähr die Hälfte der Jungrinder jeder RTH-Klasse einer operanten Konditionierungsbehandlung („Tr“, n = 31) unterzogen, während die andere Hälfte der Tiere als Kontrollgruppe diente, die in kein Training einbezogen wurde („NTr“, n = 29) (Übersicht 1).

Die Jungrinder der Versuchsgruppe „Tr“ wurden über 9 Wochen in 20 Sitzungen mittels operantem Konditionieren darauf trainiert, sich einer Person zu nähern und von ihr angefasst zu werden. Dieses fand stets nach dem Verteilen der TMR am Futtertisch statt. Bei den ersten 3 Sitzungen waren die Tiere noch im Fangfressgitter fixiert, danach nicht mehr.

8 Sitzungen dienten einem sogenannten Zieltraining. Hierfür wurde ein Stock mit einem am Ende befestigten Tennisball vom Trainer dem Maul des Tieres (von 30 bis 60 cm Entfernung) genähert. Das Jungrind wurde jedes Mal mit der Hand des Trainers belohnt, wenn es das Ziel berühren. Jedes Tier sollte innerhalb von 2 Minuten dreimal das Ziel berührten. Die dafür benötigte Zeit wurde aufgezeichnet. Bei Nichterfüllung der Aufgabe, wurde die Anzahl der Berührungen innerhalb von 2 Minuten festgehalten. Anfänglich erfolgte bei allen „Tr“-Jungrindern eine positive Verstärkung, wobei die Belohnung – je nach Vorliebe - aus einer halben Handvoll Kälberaufzucht-Pellets oder Trockensteherration bestand.

Bei den Jungrindern (n = 11), die sich in Gegenwart von Menschen unwohl fühlten (RTH-Klasse NC), wurde nach ihrer Ablehnung der Futterbelohnung eine negative Verstärkung angewendet. Das bedeutete, dass sich der Trainer einen Schritt vom Tier wegbewegte und seinen Blick vom Tier abwendete (nach unten und zur Seite). Eine positive Verstärkung ersetzte dann eine negative Verstärkung, sobald das Jungrind begann, die Futterbelohnung zu akzeptieren.

Neben dem Zieltraining wurde in 6 weiteren Sitzungen ebenfalls versucht, die Tiere mit der Hand am Flotzmaul zu berühren. Akzeptierten die Jungrinder diese Berührung, wurden sie mit Streicheln belohnt. Wenn sich jedoch ein Tier der Berührung verweigerte, zogen sich die Trainer zurück.

Schließlich dienten 6 weitere Sitzungen dem Test, ob sich die Tiere am Hinterteil und am Perineum (Bereich zwischen After und Geschlechtsorganen) berühren und sanft am Schwanz greifen ließen. Hier wurde die Zeitdauer vom Ergreifen des Schwanzes bis zum Rückzug des Jungrindes erfasst. Wenn diese Dauer mindestens 15 sec betrug, wurde die Aufgabe als vollständig erfüllt angesehen, weil durchschnittlich 15 sec benötigt werden, um Blut aus dem Schwanz oder Kot aus dem Rektum zu entnehmen.

Alle Jungrinder wurden erfolgreich darauf trainiert, die Aufgabe, das Ziel innerhalb von 2 Minuten 3-mal zu berühren, zu erfüllen. Es reichten 5 Trainingseinheiten aus, um die Trainingszeit signifikant (p<0,05) von anfänglich fast 40 auf 20 Sekunden zu reduzieren (Übersicht 2). Danach veränderte sich die benötigte Zeit nicht mehr.

Unterschiedliche Buchstaben zeigen eine signifikante Differenz (p<0,05)

Bis zur 5. Sitzung gab es in jeder Sitzung 1 oder 2 Rinder, die die Aufgabe nicht innerhalb von 2 Minuten erfüllen konnten, aber ab der 6. Sitzung schafften es alle Jungrinder. Während das Alter der Tiere hierauf keinen signifikanten Einfluss hatte, zeigten sich aber signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen RTH-Klassen (Übersicht 3).

So benötigten die nicht als zuversichtlich eingestuften Tiere der Klasse NC signifikant mehr Zeit im Gegensatz zu den Jungrindern der anderen beiden RTH-Klassen, um 3-mal das Ziel zu berühren. Auch die Streuung zwischen den ängstlicheren Tieren (RTH-Klasse NC) war wesentlich größer als bei den beiden anderen RTH-Klassen. Das betraf die beiden unterschiedlichen Altersstufen gleichermaßen, wobei die jüngeren Jungrinder der RTH-Klassen C und NC insgesamt etwas schneller die Aufgabe erfüllten als die älteren Jungrinder dieser beiden RTH-Klassen. 

Weitere bedeutsame Ergebnisse dieser Studie waren:

• Am ersten Trainingstag zogen sich 22 % der als zuversichtlich eingestuften Jungrinder (RTH-Klasse C), 36 % der sich dem Menschen gegenüber neutral verhaltenen Jungrinder (RTH-Klasse N) und 50 % der zurückhaltend-ängstlichen Jungrinder (RTH-Klasse NC) jeweils zurück, als ihnen die positive Verstärkung (Futter) nach Erfüllung der Aufgabe angeboten wurde. Diese Tiere benötigten eine negative Verstärkung (vorübergehende Entfernung des Betreuers) als Belohnung.
  • Die korrekte Anwendung dieser negativen Verstärkung bei den misstrauischsten Tieren war sehr bedeutsam, um diese Tiere erfolgreich in das Training weiter einzubeziehen.
• Vom zweiten Tag an benötigten die zuversichtlichen Jungrinder (C) keine negative Verstärkung mehr, während die Tiere der anderen Gruppen noch bis zur 6. (N-Jungrinder) bzw. 7. Sitzung (NC-Jungrinder) warten mussten.
• C-Jungrinder waren allgemein immer toleranter gegenüber Berührungen am Maul als die Tiere der anderen beiden RTH-Gruppen.
• In den letzten 4 Konditionierungssitzungen wurden die Jungrinder am Hinterteil angefasst und deren Schwanz sanft ergriffen. Alle Jungrinder aller RTH-Klassen ließen dieses letztlich (für 15 sec) zu, ohne auszuweichen, wobei die jüngeren Tiere dieses länger zuließen als die älteren.
• Die zutraulichen Rinder (RTH-Klasse C) zeigten zu Versuchsbeginn eine niedrigere Vermeidungsdistanz zum Menschen (ADT) als die Tiere der Klassen N und NC (p < 0,001). Diese Distanz wurde durch das Training nicht beeinflusst, aber durch den Zeitraum; sie verringerte sich im zweiten Versuchszeitraum signifikant im Vergleich zum ersten (p < 0,001).
  • Diese Verringerung des ADT am Ende des Experiments, insbesondere für die N- und NC-Tiere, war auf das während der Trainingssitzungen erworbene Selbstvertrauen zurückzuführen, und wahrscheinlich auch auf die Gewöhnung an die Anwesenheit des Personals bei den nicht trainierten Färsen.
  • Überraschenderweise verringerten auch die nicht trainierten Jungrinder (NTr) ihre Vermeidungsdistanz in ähnlicher Weise, was sich vermutlich auf nicht-assoziatives Lernen, etwa Gewöhnung, und soziales Lernen stützt. Darüber hinaus tendieren Rinder als Herdentiere dazu, das Verhalten ihrer Gruppenmitglieder zu imitieren oder sich daran anzupassen, vermutlich aufgrund ihrer Fähigkeit, durch Nachahmung zu lernen.

Ausgehend von den Ergebnissen dieser Studie würde ein Landwirt, der z.B. 100 Jungrinder hat, die alle entsprechend konditioniert werden sollen, die erforderliche Zeit auf 6 Tage pro Woche verteilen. So könnte jedes Jungrind in den ersten 3 Wochen 2 Sitzungen für das Zieltraining erhalten und anschließend einmal je Woche, insgesamt 4 Wochen lang, eine Sitzung, bei der das Hinterteil berührt und der Schwanz ergriffen wird.

Die vom Landwirt benötigte tägliche Zeit zur erstmaligen Konditionierung der Jungrinder würde in den ersten 3 Wochen des Zieltrainings durchschnittlich etwa 14 Minuten pro Tag betragen (25,3 sec × 100 Tiere × 2 Sitzungen = 84,3 min, auf 6 Tage aufgeteilt = 14 min/Tag) und dann 4 Minuten pro Tag (15 sec × 100 Tiere × 1 Sitzung = 25 min, auf 6 Tage aufgeteilt = 4 min) für die nächsten 4 Wochen für das Training zum Berühren des Hinterteils und Anfassen des Schwanzes.

Damit hält sich der tägliche Zeitaufwand von 14 Minuten in Grenzen, und das für ein in Aussicht gestelltes Ziel, nämlich dass die Handhabung der Jungrinder für klinische Untersuchungen, Blut- und Kotprobenentnahme, für die Besamung oder auch Gewichtsbestimmungen mit dem Maßband deutlich erleichtert werden kann, weil die Tiere den Umgang mit dem Menschen wesentlich besser gelernt haben.