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27 AUG 2023

Kognitive Fähigkeiten von domestizierten Pferden (Equus caballus)

„Der kluge Hans“ – das Pferd, das viele Menschen begeistert und verwundert hat, weil es scheinbar rechnen konnte!! 

Heute wissen wir, dass Pferde nicht rechnen können, aber unfassbar fein auf die kleinsten Signale unserer Körpersprache und Mimik reagieren.

So hatte das Pferd Hans gelernt, so oft auf den Boden zu stampfen, wie sein Besitzer super subtile Nickbewegungen machte. Weil die menschlichen Zuschauer dies nicht wahrnahmen, dachte man, dass Hans bewusst gerechnet hatte. 

Was Pferde sonst noch so (nicht) können, erfährst du hier.

Kognitive Fähigkeiten – was kann das Pferdegehirn (nicht) leisten?

Definitionen und so

Ach ja, die Wissenschaftler… immer diese Definitionen. Aber es ist was es ist, der Science Blog soll ja Hand und Fuß haben.

Weißt du was Kognition bzw. kognitive Fähigkeiten eigentlich ist?

Spoiler: in wissenschaftlichen Publikationen gibt es da verschiedene Ansichten.

Die Definition, die heutzutage am meisten verwendet wird, ist von Sara J. Shettleworth:

„Kognition bezieht sich auf die Mechanismen, mit denen Tiere Informationen aus der Umwelt aufnehmen, sie verarbeiten, speichern und nach ihnen handeln. Dazu gehören Wahrnehmung, Lernen, Gedächtnis und Entscheidungsfindung. In der vergleichenden Kognition befasst man sich daher mit der Art und Weise, wie Tiere Informationen verarbeiten, beginnend mit der Aufnahme von Informationen durch die Sinnesorgane.“ (übersetzt aus Cognition, Evolution and Behavior (2010), page 4 [1])

Es geht also erstmal um die Sinne: Was kann da Pferd überhaupt wahrnehmen?

Hier könnte jetzt eine Information über die Sinnesleistungen von Pferden stehen. Tut es aber nicht, denn das Thema ist (auch) komplex und sprengt hier den Rahmen. Wenn du dich für das Thema interessierst, dann schau gerne bei meinen aktuellen Webinarterminen vorbei.

Kurz: das Pferd hört besonders gut, hat ein fast 360° Sichtfeld, hat zwei ausgezeichnete Riechorgane und kann u.a. mit seinen Hufen Vibrationen spüren – wow!

Warum ist das so? Das kommt jetzt mehr in die Richtung, die wir hier einschlagen wollen.

Warum nimmt das Pferd wahr, was es wahrnimmt?

Kurz: Weil es sich im Laufe der Evolution als vorteilhaft erwiesen hat, gewisse Umgebungsreize wahrzunehmen, um darauf reagieren zu können, sodass das Pferd eine möglichst große Chance hat zu überleben und sich fortzupflanzen (das nennt man Fitness [2]).

Machen wir uns also bewusst, was das Pferd können sollte, um in seinem Habitat (= Lebensraum) zu überleben.

Das Pferd: ein Fluchttier, das in der Steppe lebt

Wenn man in der Steppe lebt, hat man nicht viele Versteckmöglichkeiten. Raubtiere gibt es viele und die freuen sich sehr über eine Pferdemahlzeit. Raubtiere sind auch besonders schnell und können sich fast lautlos an ein Pferd anschleichen.

Es ist also vorteilhaft, wenn man potenzielle Raubtiere frühzeitig wahrnimmt und rechtzeitig vor ihnen flieht.

Darum ist der „Fluchtinstinkt“ des Pferdes auch ein Reflex: wenn der Schlüsselreiz „Gefahr“ von den Sinnesorganen aufgenommen wird, wird die Information „Flucht, jetzt!“ direkt über das Rückenmark an die Muskelzellen weitergegeben. Das ist ein Reflex. Der wird nicht im Gehirn verarbeitet und geschieht somit nicht kognitiv.

Warum erwähne ich das, wenn es hier um kognitive Fähigkeiten geht?

Weil es wichtig ist zu verstehen, dass der Fluchtreflex da ist – ob du willst oder nicht, wenn Sinnesorgane „Gefahr“ wahrnehmen, wird dein Pferd fliehen. Sofort. Ohne Ankündigung.

Aber: die Sinnesorgane müssen ja nicht jeden Reiz als „Gefahr“ klassifizieren und da kommt die Kognition ins Spiel: durch Erfahrung kann das Pferd lernen, dass gewisse Reize keine „Gefahr“ sind. Dann geht die Reizinformation von den Sinnesorganen zunächst ins Gehirn und wird dort verarbeitet – kognitiv.

Das Pferd: ein Herdentier

Pferde leben in individualisierten Herdenverbänden mit einer fission-fusion Dynamik (is klar, oder? 😉).
 

Das heißt, Pferde (er-)kennen die einzelnen Mitglieder ihrer Herde und eben auch diese, die nicht zu ihrer Herde gehören. Eine Herde setzt sich normalerweise aus einem Hengst und mehreren Stuten, sowie deren Nachkommen zusammen (das weißt du mit Sicherheit schon). Fission-fusion bedeutet, dass dieser Herdenverband nicht 100% stabil ist. Die Tiere einer Herde sind also nicht 24/7 zusammen, sondern einzelne Tiere sondern sich immer mal wieder ab und kommen später wieder. Da ist es wichtig, aufbrechende und ankommende Individuen individuell zu erkennen
 

Pferde erkennen ihre Herdenmitglieder anhand des Wieherns, des Aussehens und des Geruchs [3,4,5].

Damit das Herdenleben trotz der erhöhten Nahrungs- und Fortpflanzungskonkurrenz, sowie der Risiken der Krankheitsübertragung vorteilhaft bleibt, ist eine Pferdeherde sozial organisiert und strukturiert. Unter anderem gibt eine Rangordnung darüber Aufschluss, ob man einem Tier folgen sollte oder nicht. Dabei ist das Bild einer einzigen „Leitstute“ übrigens längst überholt – eher wird, je nach Situation, unterschiedlichen Tieren gefolgt. Meistens allerdings ranghöheren Tieren. Diese scheinen vertrauenswürdiger zu sein als niederrangigere Gruppenmitglieder [6].

Als „Haustier“ hat das Pferd ganz andere Lebensbedingungen

Ja genau! Und wir Menschen sind als HalterInnen und BesitzerInnen dafür verantwortlich, dass die Lebensbedingungen den artspezifischen Bedürfnissen gerecht werden! (Ich kann’s nicht oft genug sagen…)

Das bedeutet auch, dass von den Pferden NUR verlangt wird, was sie physiologisch oder psychologisch auch leisten können. Und das hängt auch damit zusammen, was Pferde kognitiv leisten können – oder eben nicht.

Die Domestikation hat vieles verändert…

… im Bezug auf welchen Bedingungen ein Pferd ausgesetzt ist und welche „Probleme“ es nun lösen muss.

Nochmal kurz zurück: in der freien Wildbahn musste das Pferd allerlei „Probleme lösen“, z.B. Futter suchen oder Raubtiere vermeiden. Lösungen, die besonders effizient waren, also möglichst schnell mit einem möglichst geringen energetischen (inkl. kognitiver Leistungen) Aufwand zum Ziel geführt haben, haben sich durchgesetzt. Wenn diese Lösungen in der Genetik verankert waren, wurden sie weitervererbt – wie bspw. der Fluchtreflex, den ein Pferd nicht erst lernen muss. 

Das domestizierte Pferd soll nun nicht mehr bei jedem unbekannten Reiz direkt fliehen, sondern eine Selbstkontrolle zeigen, um gewisse „vorprogrammierte“ Verhaltensweisen zu unterdrücken – bspw. soll das domestizierte Pferd nicht fliehen, wenn ein Hund angelaufen kommt (um eine möglichst ähnliche Raubtier-Situation zu kreieren). Es soll also einerseits Umgebungsreize weniger intensiv wahrnehmen, um sie nicht als Gefahr wahrzunehmen und davor zu flüchten. Andererseits soll das domestizierte (Reit-)Pferd unsere Kommandos differenziert wahrnehmen, um auf die kleinsten Gewichts-/Schenkelhilfen schon mit einem spezifischen Verhalten zu reagieren. Eine ganz schöne Mammut-Aufgabe!

Kurzum: im Laufe der 3.000-6.000 Jahre der Domestikation haben sich nicht nur die Umgebungs- und Lebensbedingungen für Pferde verändert [7], sondern (damit) auch kognitive Fähigkeiten [8]. Diese Fähigkeiten, die helfen Probleme zu lösen. Probleme, die gelöst werden müssen, um eine möglichst große Fitness (= Überleben + Fortpflanzungserfolg) zu gewährleisten. Diese Fähigkeiten sind maßgeblich bestimmt von erblichen Veranlagungen (Stichwort Evolution), Epigenetik (genetische Veränderungen aufgrund von Umwelteinflüssen) und der Umgebung. Sie sind weiterhin beeinflusst durch Lernprozesse und Erfahrungen im Laufe des Lebens. D.h. diese Fähigkeiten sind in einem ständigen Wandel und die durch die Domestikation provozierten neurophysiologischen Anpassungen sind in ihrem Veränderungsprozess noch lange nicht abgeschlossen (wahrscheinlich werden sie das nie sein, weil sich Bedingungen ja immer weiter verändern).

Was man heute sagen kann, ist, dass
  1. domestizierte Pferde weniger aufmerksam auf verschiedene Umweltreize reagieren [7],
  2. sich in ihren kognitiven Fähigkeiten und Lernfähigkeiten größer untereinander unterscheiden [9],
  3. aber sich im Großen und Ganzen nicht allzu sehr in ihrem angeborenen Verhalten von Wildpferden (= verwilderte domestizierte Pferde) unterscheiden [10].

Ein großer Problem-Komplex ist die Zusammenarbeit mit Menschen. 

Pferde wurden zunächst als Arbeitstiere (in vielerlei Hinsicht) eingesetzt. Heute sind sie u.a. auch Sport- und Freizeitpartner. Unabhängig von ihrem Einsatz, wird von Pferden verlangt, mit den Menschen zusammenzuarbeiten, auf die menschliche Kommunikation angemessen zu reagieren. Das ist ein entscheidender Punkt! Im Laufe der Domestikation sind interspezifische Kommunikationsfähigkeiten entstanden – also die Fähigkeiten, Signale des Menschen zu identifizieren, sie zu differenzieren und darauf zu reagieren. Pferde können nun bspw. 

  • menschliche Mimik und Gestik unterscheiden und darauf reagieren
  • einzelne Menschen identifizieren
  • menschliche Handzeichen oder Kopf-/Körperorientierungen nutzen, um Futter zu finden
  • sich an der menschlichen Aufmerksamkeit orientieren
  • zwischen bekannten und unbekannten Personen unterscheiden
  • zwischen positiven und negativen Erfahrungen mit Menschen von einer Person zur anderen Person generalisieren (bspw. wenn sie schlechte Erfahrungen mit dem Hufschmied gemacht haben, werden sie, in Erwartung einer erneuten schlechten Erfahrung, gegenüber unbekannten Hufschmieden ebenso vorsichtig und ggf. abwehrend reagieren)
  • emotionale Zustände von Menschen ableiten (WOW!!)
  • Menschen rekrutieren, um sie bspw. dazu zu bringen, ein Tor zu öffnen, um Zugang zu Futter zu erhalten (richtig manipulativ, oder?)

Das alles ist wunderbar zusammengefasst von Nicol (2002) [11] und Krueger et al. (2017) [12].

Der Unterschied zwischen individuellen und sozialen Lernfähigkeiten

Lernen wird in zwei Kategorien unterteilt: dem individuellen Lernen und dem sozialen Lernen.

Das soziale Lernen ist dabei all das, was Individuen von und durch andere Individuen lernen.

Das individuelle Lernen (auch: asoziales Lernen), ist der ganze Rest – also all das, was Individuen aufgrund von eigenen Erfahrungen etc. lernen.

Welche individuellen Lernfähigkeiten haben Pferde?

  • Um sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden und zum Beispiel Futterquellen zu finden oder Fluchtwege schnellstmöglich wiederzufinden, haben Pferde besonders gute räumliche Lernfähigkeiten. Studien haben gezeigt, dass sie sich zum Beispiel die Position eines Futtereimers und relevante örtliche Zusammenhänge viel leichter merken konnten, als ein bestimmtes Muster des Futtereimers [13].
  • Um bspw. zu entscheiden, ob eine Futterquelle besser ist als die andere, können Pferde Mengenverhältnisse unterscheiden [14,15]. Außerdem, haben Studien gezeigt, dass sie Zahlen zwischen 1 und 5 voneinander unterscheiden können [15] – wow!
  • Genauso wie wir, können Pferde Objekte kategorisieren [16,17]. Das heißt, sie können zwischen ähnlichen Reizen generalisieren, was dabei hilft, auf neue (ähnliche) Reize und Situationen viel schneller (angemessen) zu reagieren [18].
     

Welche sozialen Lernfähigkeiten haben Pferde?

Als Herdentiere sind Pferde sehr soziale Tiere und nutzen die Erfahrungen anderer, um Entscheidungen zu treffen. Beim sozialen Lernen unterscheidet man unterschiedliche Formen:

  • Local enhancement: Pferde werden auf Orte aufmerksam, weil andere Pferde sich dort aufhalten und etwas erreichen, bspw. Futter finden. Deshalb bewegen sich die beobachtenden Pferde dorthin, wo sie die anderen Pferde sehen.
  • Stimulus enhancement: Pferde werden auf Objekte aufmerksam, weil andere Pferde damit interagieren. Bspw. wird ein Pferd dabei beobachtet, wie es an einem Tor rumspielt und die beobachtenden Pferde werden deshalb auf dieses Tor aufmerksam.
  • Lernen durch Beobachtung: Pferde beobachten andere Pferde bei einer Handlung und kopieren diese Handlung. Zum Beispiel überqueren sie unbekannte Böden mit einer ähnlichen Sicherheit, wie das „demonstrierende“ Pferd; Pferde zeigen sich ähnlich ängstlich oder selbstbewusst, wie die beobachteten Pferde; sie folgen bestimmten Personen, weil andere Pferde dies tun; sie öffnen Futterboxen, weil sie andere Pferde oder sogar Menschen dabei beobachten!! Neuere Studien geben sogar Hinweise darauf, dass sich Pferde nicht nur an die Emotionen ihrer Artgenossen anpassen, sondern auch an die Emotionen ihrer Menschen [19,20,21]!!!

Im Training und täglichen Umgang müssen wir die kognitiven Fähigkeiten unserer Pferde berücksichtigen

Dabei gilt insbesondere: Pferde lernen immer! Egal ob ein „Training“ aktiv durchgeführt oder einfach nur mit dem Pferd interagiert wird [22]. Wenn wir uns aber bewusst machen, WIE Pferde lernen, können wir das direkt für uns nutzen und unser Verhalten und unsere Reaktionen so anpassen, dass das Pferd (schneller und effizienter) lernt, wie es reagieren und was es tun und lassen soll.

Beim Training greifen wir – ob wir wollen oder nicht – auf verschiedene Lernprozesse zurück, bspw.:

  • Habituation: wir gewöhnen Pferde an Schreckreize, damit der Umgang mit unserem Fluchttier sicherer wird, weil der Fluchtinstinkt dadurch unterdrückt wird, dass der Schreckreiz keine unangenehme Folge für das Pferd hat.
  • Sensibilisierung: wir sensibilisieren Pferde auf feine Reizunterschiede, damit sie auf spezifische Hilfen, z.B. zur Seite weichen oder angaloppieren.
  • Klassische Konditionierung: wir verknüpfen ein Stimmkommando mit einer treibenden Hilfe, damit unser Pferd allein beim Wort „Trab“ bereits antrabt.
  • Operante Konditionierung: wir geben Pferden Signale oder reagieren auf ihr Verhalten, damit sie ein gewolltes Verhalten häufiger und ein ungewolltes Verhalten seltener ausführen.

Pferde sind unfassbar intelligent, sehr aufmerksam auf jegliche Art von Veränderungen verschiedenster Umgebungsreize und haben ein einwandfreies, beständiges Gedächtnis!

Für dich, den Umgang mit und dem Training von deinem Pferd bedeutet das also

  • Erlerntes Verhalten beruht auf Erfahrungen: Dein Pferd führt ein Verhalten aus, weil es damit angenehme Erfahrungen gemacht hat.
  • Lernen passiert ständig und dauerhaft möglich: Dein Pferd kann verschiedene Verhaltensweisen auf unterschiedlichen Wegen erlernen, umlernen und verlernen.
  • Die Basis bestimmt den Trainingserfolg: Wenn dein Pferd Grundprinzipien verstanden hat, überträgt es diese auf neue Lernsituationen; wenn es im Lernprozess angenehme Erfahrungen macht, wird es in zukünftigen Trainingssituationen eine positive Erwartungshaltung annehmen.
Referenzen
  1. Shettleworth SJ. 2010 Cognition, evolution, and behavior. 2nd edition. Oxford New York Auckland: Oxford University Press. 
  2. Darwin C. 1888 The descent of man and selection in relation to sex. London: John Murray. 
  3. Lemasson A, Boutin A, Boivin S, Blois-Heulin C, Hausberger M. 2009 Horse (Equus caballus) whinnies: a source of social information. Anim. Cogn. 12, 693–704. (doi:10.1007/s10071-009-0229-9)
  4. Krueger K, Flauger B. 2011 Olfactory recognition of individual competitors by means of faeces in horse (Equus caballus). Anim. Cogn. 14, 245–257. (doi:10.1007/s10071-010-0358-1)
  5. Proops L, McComb K, Reby D. 2009 Cross-modal individual recognition in domestic horses (Equus caballus). Proc. Natl. Acad. Sci. 106, 947–951. (doi:10.1073/pnas.0809127105)
  6. Krueger K, Flauger B, Farmer K, Hemelrijk C. 2014 Movement initiation in groups of feral horses. Behav. Processes 103, 91–101. (doi:10.1016/j.beproc.2013.10.007)
  7. McGreevy P. 2004 Equine behavior: a guide for veterinarians and equine scientists. Edinburgh: Saunders. 
  8. Schubert M et al. 2014 Prehistoric genomes reveal the genetic foundation and cost of horse domestication. Proc. Natl. Acad. Sci. 111. (doi:10.1073/pnas.1416991111)
  9. Price EO. 1999 Behavioral development in animals undergoing domestication. Appl. Anim. Behav. Sci. 65, 245–271. (doi:10.1016/S0168-1591(99)00087-8)
  10. Heitor F, Vicente L. 2007 Learning about horses: What is equine learning all about? Behav. Processes 76, 34–36. (doi:10.1016/j.beproc.2006.07.006)
  11. Nicol CJ. 2002 Equine learning: progress and suggestions for future research. Appl. Anim. Behav. Sci. 78, 193–208. (doi:10.1016/S0168-1591(02)00093-X)
  12. Krueger K, Marr I, Farmer K. 2017 Equine Cognition. In Encyclopedia of Animal Cognition and Behavior (eds J Vonk, T Shackelford), pp. 1–11. Cham: Springer International Publishing. 
  13. Hothersall B, Gale EV, Harris P, Nicol CJ. 2010 Cue use by foals (Equus caballus) in a discrimination learning task. Anim. Cogn. 13, 63–74. (doi:10.1007/s10071-009-0245-9)
  14. Hanggi EB. 2003 Discrimination learning based on relative size concepts in horses (Equus caballus). Appl. Anim. Behav. Sci. 83, 201–213. (doi:10.1016/S0168-1591(03)00136-9)
  15. Gabor V, Gerken M. 2014 Shetland ponies (Equus caballus) show quantity discrimination in a matching-to-sample design. Anim. Cogn. 17, 1233–1243. (doi:10.1007/s10071-014-0753-0)
  16. Hanggi EB. 1999 Categorization learning in horses (Equus caballus). J. Comp. Psychol. 113, 243–252. (doi:10.1037/0735-7036.113.3.243)
  17. Hanggi EB, Ingersoll JF. 2009 Long-term memory for categories and concepts in horses (Equus caballus). Anim. Cogn. 12, 451–462. (doi:10.1007/s10071-008-0205-9)
  18. Nicol CJ. 2005 Learning abilities in the horse. In The domestic horse: the origins, development and management of its behaviour (eds DS Mills, SM McDonnell), pp. 169–183. Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press. 
  19. Nakamura K, Takimoto-Inose A, Hasegawa T. 2018 Cross-modal perception of human emotion in domestic horses (Equus caballus). Sci. Rep. 8, 8660. (doi:10.1038/s41598-018-26892-6)
  20. Scopa C, Contalbrigo L, Greco A, Lanatà A, Scilingo EP, Baragli P. 2019 Emotional transfer in human–horse interaction: New perspectives on equine assisted interventions. Animals 9, 1030. (doi:10.3390/ani9121030)
  21. Trösch M, Pellon S, Cuzol F, Parias C, Nowak R, Calandreau L, Lansade L. 2020 Horses feel emotions when they watch positive and negative horse–human interactions in a video and transpose what they saw to real life. Anim. Cogn. 23, 643–653. (doi:10.1007/s10071-020-01369-0)
  22. McGreevy P., Christensen J.W., König von Borstel U., McLean A. 2018 Equitation science. 2nd edition. Hoboken, New Jersey: Wiley.