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Group decision-making in meerkats (Suricata suricatta)


Bousquet, Christophe A H. Group decision-making in meerkats (Suricata suricatta). 2011, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

In der Natur findet man häufig soziale Tiere in Gruppen, deren einzelnen Mitglieder in der Regel nahe zusammen bleiben, obwohl sie unterschiedliche Bedürfnisse oder optimale Aktivitätsmuster haben. Wie und warum Individuen sich in einer Gruppe aufeinander abstimmen ist für viele Verhaltensökologen noch immer ein Rätsel. In letzter Zeit wurden im Bereich der Gruppenentscheidungen grosse Fortschritte erzielt, es besteht aber immer noch ein Mangel an empirischen Beweisen über die Eignung und die allgemeine Gültigkeit solcher Theorien in Tieren. In meiner Doktorarbeit habe ich mich mit Fragen bezüglich Gruppenentscheidungen bei wildlebenden Erdmännchen (Suricata suricatta) befasst. Diese Mangustenart lebt in stabilen, sozialen Gruppen mit kooperativer Jungenaufzucht, wo die Fortpflanzung vorallem dem dominanten Paar zusteht, und sie gemeinsam auf Futtersuche unterwegs sind. Ich versuchte die Lücke zwischen Theorie und empirischen Beweisen zu füllen, indem ich natürlich vorkommende Aktivitätsänderungen quantifizierte und Experimente durchführte. Gruppen riskieren ihren Zusammenhalt vor allem dann zu verlieren, wenn ihre Mitglieder die Aktivität ändern. Solche Wechsel werden durch einzelne Individuen initiiert. Allerdings ist ein vollständiger Aktivitätswechsel nur dann vollzogen, wenn letztendlich alle Mitglieder ihre Aktivität so ändern wie der Initiator. Erst dann kann der Initiator als Anführer betrachtet werden. Änderungen der Gruppenaktivität sind auf verschiedene Entscheidungsprozesse in der Gruppe zurückzuführen, deren Unterscheidung noch nicht ganz eindeutig ist. Ich untersuchte die Initiierung von Aktivitätswechseln bei Erdmännchen in zwei Situationen (die Reihenfolge des Auftauchens aus dem Bau und die Reihenfolge in der sie den Bau verlassen) und verdeutlichte, wie diese Verhaltensweisen in Zusammenhang mit Führerschaft gebracht werden können. Durch die Analyse, wie Erdmännchengruppen ihren Schlafbau renovieren, zeigte ich die Unterschiede zwischen Konsensentscheidungen und gemeinsamen Entscheidungen auf. Ich untersuchte, welche Individuen an der Entscheidung beteiligt waren, wenn sie sich von einem Ort der Nahrungssuche zu einem anderen bewegten und welches der zu Grunde liegende Entscheidungsmechanismus war. Zusätzlich analysierte ich verschiedene Faktoren, welche die räumliche Verteilung in einer Gruppe beeinflussen, sowie deren Vor- und Nachteile. Schliesslich induzierte ich zwischen zwei Individuen in derselben Gruppe Interessenskonflikte, um beurteilen zu können, wie Individuen mit unterschiedlichen Motivationen im Stande sind in zusammenhängenden Gruppen zu leben. Die Initiierung von Aktivitätsänderungen bei Erdmännchen in zwei zeitlich nah aufeinanderfolgenden Situationen ist von verschiedenen Faktoren abhängig: Die individuelle Identität war wichtig für die Reihenfolge des Auftauchens aus dem Bau, während Erfolg bei der Nahrungssuche die Reihenfolge des Verlassens erklärte. Die Renovation des Baus, ein kooperatives Verhalten bei Erdmännchen, basiert auf einer gemeinsamen Entscheidung durch soziale Aufforderung. Dennoch machten die Erdmännchen auch Konsensentscheidungen, insbesondere dann, wenn sie sich von einem Futterplatz zu einem anderen bewegten. Ich demonstrierte, dass eine Mindestanzahl von zwei bis drei Individuen nötig ist, die alle spezifische Rufe ausstossen, bevor die Gruppe ihr Tempo erhöht und ihren Futterplatz ändert. Die Analyse der Gruppengeometrie ergab, dass Erdmännchen soziale Präferenzen zeigten, da sie bevorzugt mit einzelnen Individuen interagierten. In Konfliktsituationen wurde dem ersten sich bewegenden Individuum gefolgt, einschliesslich desjenigen Individuums, das durch meine Manipulation eine andere Motivation hatte. Dies zeigt, wie wichtig der Gruppenzusammenhalt für Erdmännchen ist. Meine Doktorarbeit verdeutlicht, dass innerhalb der gleichen Art mehrere unterschiedliche Mechanismen in Gruppenentscheidungen benutzt werden. Einige Aktivitätswechsel werden durch klare, spezifische Signale initiiert und Entscheidungen werden von einem Quorum der Gruppe getroffen. In anderen Situationen wird demjenigen Individuum gefolgt, das eine Aktivitätsänderung zeigt, ohne dass vorher ein ersichtlicher Konsens über die individuellen Präferenzen getroffen wurde. Diese Beobachtungen zeigen, dass sowohl die Initiatoren einer Aktivitätsänderung, wie auch die Individuen, welche die Entscheidung treffen den Initiatoren zu folgen, für den Ausgang von Gruppenentscheidungen eine wichtige Rolle spielen. Die Individuen scheinen sehr stark aufeinander zu reagieren; dies könnte insbesondere für gruppenlebende Tiere ausschlaggebend sein, welche in einer Umwelt leben, wo der Gruppenzusammenhalt grosse Fitnessvorteile mit sich bringt. Résumé

Les groupes d’animaux sociaux sont fréquents dans la nature et restent souvent cohésifs malgré des différences entre les besoins et les activités optimales de chaque membre. Comprendre comment et pourquoi des individus parviennent à se coordonner entre eux représente depuis longtemps un challenge pour de nombreux écologistes comportementaux. Récemment, les théories sur la prise de décision collective se sont beaucoup développées, mais il y a encore un manque de preuves empiriques quant à l’applicabilité et la généralité de telles théories chez les animaux. Durant ma thèse de doctorat, je me suis intéressé à la prise de décision collective dans des groupes de suricates (Suricata suricatta) vivant à l’état sauvage. Cette mangouste se reproduit coopérativement, présente un fort biais de reproduction et recherche de la nourriture en unités cohésives. J’ai essayé de combler l’écart entre théories et preuves empiriques, en observant des transitions d’activités naturelles et en conduisant des expériences. Un groupe risque surtout de perdre sa cohésion quand les individus qui le composent changent d’activité. De telles transitions d’activité sont initiées par certains membres. Toutefois, les transitions complètes d’activité ne sont finalisées que quand tous les membres du groupe ont suivi l’initiateur dans son changement d’activité. Ce n’est qu’alors que l’initiateur peut être considéré comme un leader. Les changements d’activité de groupe résultent de divers mécanismes de prise de décision collective. Toutefois, leurs différences sont encore mal comprises. Chez les suricates, j’ai déterminé l’initiation d’un changement d’activité dans deux contextes (l’ordre d’émergence du terrier et l’ordre de départ de la zone du terrier) et dans quelles mesures cela pouvait être lié au leadership. L’analyse de la rénovation des terriers dans lesquels les suricates passent la nuit m’a permis de mettre en évidence les différences qui existent entre décisions consensuelles et combinées dans une situation stationnaire. J’ai également identifié quels individus prenaient la décision de quitter un site de recherche de nourriture pour un autre ainsi que les mécanismes de décision mis en jeu. De plus, j’ai analysé les différents facteurs influençant le positionnement spatial d’un individu au sein d’un groupe ainsi que les avantages et inconvénients qui peuvent en découler. Enfin, j’ai induit des conflits d’intérêts entre deux individus d’un même groupe afin de déterminer comment des individus dont les motivations divergent sont néanmoins capables de demeurer dans un groupe cohésif. Chez les suricates, l’initiation d’un changement d’activité dépend de différents facteurs dans deux contextes proches temporellement : l’identité de l’individu est importante pour l’ordre d’émergence du terrier, tandis que le succès lors de la recherche de nourriture explique l’ordre de départ. La rénovation du terrier, un comportement coopératif pour les suricates, résulte d’une décision combinée et repose probablement sur le principe de facilitation sociale. Toutefois, les suricates ont également recours à des décisions consensuelles, notamment lorsqu’ils se déplacent d’un site de recherche de nourriture à un autre. J’ai mis en évidence qu’un quorum de deux à trois individus émettant des cris de déplacement est nécessaire avant que le groupe n’accélère et ne change de zone de recherche de nourriture. L’analyse de la géométrie du groupe a révélé que les suricates s’associent plus souvent avec certains membres du groupe qu’avec d’autres, démontrant l’existence de préférences sociales. Lors de situations conflictuelles, le premier individu initiant un mouvement est généralement suivi, même par un individu ayant une motivation divergente, soulignant l’importance de la cohésion du groupe pour les suricates. Ma thèse de doctorat montre qu’un large spectre de mécanismes de prise de décision collective peut être employé au sein d’une même espèce. Certaines transitions d’activité sont initiées par des signaux spécifiques évidents et les décisions sont prises par un quorum dans le groupe. Dans d’autres situations, le premier individu à changer d’activité est tout simplement imité par les autres membres du groupe sans la moindre période de décision permettant d’établir un consensus entre les préférences des individus. Ces observations démontrent non seulement l’importance qu’ont les initiateurs d’un changement d’activité dans l’issue des décisions de groupe, mais aussi celle des suiveurs avec leur décision de se joindre ou non. À tout moment les individus apparaissent très réceptifs aux autres, caractéristique cruciale pour des animaux vivant dans un environnement où la cohésion du groupe confère d’importants avantages en termes de succès reproducteur. Summary

Groups of social animals are common in nature and often remain cohesive despite variation in each member’s needs and optimal activity. How and why individuals coordinate themselves within groups has long been a puzzle for behavioural ecologists. Recently, theories on group decision-making have greatly advanced but there is still a lack of empirical evidence about the applicability and the generality of such theories in animals. Within my PhD project, I addressed questions on group decision making in wild groups of meerkats (Suricata suricatta), cooperatively breeding mongooses with high reproductive skew, foraging as cohesive units. I tried to fill the gap between theory and empirical evidence by quantifying naturally occurring transitions of activities and conducting experiments. Groups mainly risk losing their cohesiveness when individuals change activity. Such activity transitions are initiated by some group members, but complete transitions are only fulfilled when all members follow the initiator in its change of activity. Only then the initiator can be regarded as a leader. Changes of group activity result from various group decision-making mechanisms, yet, the differences between them are still not clear. In meerkats, I investigated initiation of activity change in two contexts (the emergence order from the burrow and the leaving order from the burrow area) and how this could be linked to leadership. I addressed the differences between combined and consensus decision in a stationary situation by analysing how meerkat groups were renovating their sleeping burrow. I investigated who was involved in deciding when to move from one foraging patch to another and the underlying decision mechanism. Furthermore, I analysed several factors influencing spatial positioning within groups and the likely advantages and drawbacks of them. Finally, I elicited conflicts of interest between two individuals within a group to assess how individuals with divergent incentives are still able to remain in a cohesive group. The initiation of activity changes in meerkats in two temporarily close contexts depended on different factors: individual identity was important for the emergence order, while foraging success explained the leaving order. Burrow renovation, a cooperative behaviour in meerkats, resulted from a combined decision, and was likely based on social facilitation. However, meerkats also used consensus decisions, particularly when they moved from one foraging patch to another. I demonstrated that a quorum of two to three individuals emitting moving calls was necessary before the group increased speed and changed to a new foraging location. Analysing the geometry of the group revealed that meerkats associated with some group members more often than with others, indicating some social preferences. In conflict situations, the first individual to move was usually followed, even by the individual who had a divergent incentive, emphasizing the importance of group cohesion for meerkats. My thesis shows that within the same species a wide range of group decision- making mechanisms is used. Some activity changes are initiated by specific obvious signals and decisions are found by a quorum of the group. In other situations, the first individual to show an activity change is followed without any obvious decision periods to find a consensus between individual preferences. These observations indicate that not only initiators of an activity change, but also the followers with their decision to join or not, play an important role in the outcome of group decisions. Individuals appear highly responsive to each other at any time, which is likely to be crucial for animals living in an environment where group cohesion has high fitness benefits.

Abstract

In der Natur findet man häufig soziale Tiere in Gruppen, deren einzelnen Mitglieder in der Regel nahe zusammen bleiben, obwohl sie unterschiedliche Bedürfnisse oder optimale Aktivitätsmuster haben. Wie und warum Individuen sich in einer Gruppe aufeinander abstimmen ist für viele Verhaltensökologen noch immer ein Rätsel. In letzter Zeit wurden im Bereich der Gruppenentscheidungen grosse Fortschritte erzielt, es besteht aber immer noch ein Mangel an empirischen Beweisen über die Eignung und die allgemeine Gültigkeit solcher Theorien in Tieren. In meiner Doktorarbeit habe ich mich mit Fragen bezüglich Gruppenentscheidungen bei wildlebenden Erdmännchen (Suricata suricatta) befasst. Diese Mangustenart lebt in stabilen, sozialen Gruppen mit kooperativer Jungenaufzucht, wo die Fortpflanzung vorallem dem dominanten Paar zusteht, und sie gemeinsam auf Futtersuche unterwegs sind. Ich versuchte die Lücke zwischen Theorie und empirischen Beweisen zu füllen, indem ich natürlich vorkommende Aktivitätsänderungen quantifizierte und Experimente durchführte. Gruppen riskieren ihren Zusammenhalt vor allem dann zu verlieren, wenn ihre Mitglieder die Aktivität ändern. Solche Wechsel werden durch einzelne Individuen initiiert. Allerdings ist ein vollständiger Aktivitätswechsel nur dann vollzogen, wenn letztendlich alle Mitglieder ihre Aktivität so ändern wie der Initiator. Erst dann kann der Initiator als Anführer betrachtet werden. Änderungen der Gruppenaktivität sind auf verschiedene Entscheidungsprozesse in der Gruppe zurückzuführen, deren Unterscheidung noch nicht ganz eindeutig ist. Ich untersuchte die Initiierung von Aktivitätswechseln bei Erdmännchen in zwei Situationen (die Reihenfolge des Auftauchens aus dem Bau und die Reihenfolge in der sie den Bau verlassen) und verdeutlichte, wie diese Verhaltensweisen in Zusammenhang mit Führerschaft gebracht werden können. Durch die Analyse, wie Erdmännchengruppen ihren Schlafbau renovieren, zeigte ich die Unterschiede zwischen Konsensentscheidungen und gemeinsamen Entscheidungen auf. Ich untersuchte, welche Individuen an der Entscheidung beteiligt waren, wenn sie sich von einem Ort der Nahrungssuche zu einem anderen bewegten und welches der zu Grunde liegende Entscheidungsmechanismus war. Zusätzlich analysierte ich verschiedene Faktoren, welche die räumliche Verteilung in einer Gruppe beeinflussen, sowie deren Vor- und Nachteile. Schliesslich induzierte ich zwischen zwei Individuen in derselben Gruppe Interessenskonflikte, um beurteilen zu können, wie Individuen mit unterschiedlichen Motivationen im Stande sind in zusammenhängenden Gruppen zu leben. Die Initiierung von Aktivitätsänderungen bei Erdmännchen in zwei zeitlich nah aufeinanderfolgenden Situationen ist von verschiedenen Faktoren abhängig: Die individuelle Identität war wichtig für die Reihenfolge des Auftauchens aus dem Bau, während Erfolg bei der Nahrungssuche die Reihenfolge des Verlassens erklärte. Die Renovation des Baus, ein kooperatives Verhalten bei Erdmännchen, basiert auf einer gemeinsamen Entscheidung durch soziale Aufforderung. Dennoch machten die Erdmännchen auch Konsensentscheidungen, insbesondere dann, wenn sie sich von einem Futterplatz zu einem anderen bewegten. Ich demonstrierte, dass eine Mindestanzahl von zwei bis drei Individuen nötig ist, die alle spezifische Rufe ausstossen, bevor die Gruppe ihr Tempo erhöht und ihren Futterplatz ändert. Die Analyse der Gruppengeometrie ergab, dass Erdmännchen soziale Präferenzen zeigten, da sie bevorzugt mit einzelnen Individuen interagierten. In Konfliktsituationen wurde dem ersten sich bewegenden Individuum gefolgt, einschliesslich desjenigen Individuums, das durch meine Manipulation eine andere Motivation hatte. Dies zeigt, wie wichtig der Gruppenzusammenhalt für Erdmännchen ist. Meine Doktorarbeit verdeutlicht, dass innerhalb der gleichen Art mehrere unterschiedliche Mechanismen in Gruppenentscheidungen benutzt werden. Einige Aktivitätswechsel werden durch klare, spezifische Signale initiiert und Entscheidungen werden von einem Quorum der Gruppe getroffen. In anderen Situationen wird demjenigen Individuum gefolgt, das eine Aktivitätsänderung zeigt, ohne dass vorher ein ersichtlicher Konsens über die individuellen Präferenzen getroffen wurde. Diese Beobachtungen zeigen, dass sowohl die Initiatoren einer Aktivitätsänderung, wie auch die Individuen, welche die Entscheidung treffen den Initiatoren zu folgen, für den Ausgang von Gruppenentscheidungen eine wichtige Rolle spielen. Die Individuen scheinen sehr stark aufeinander zu reagieren; dies könnte insbesondere für gruppenlebende Tiere ausschlaggebend sein, welche in einer Umwelt leben, wo der Gruppenzusammenhalt grosse Fitnessvorteile mit sich bringt. Résumé

Les groupes d’animaux sociaux sont fréquents dans la nature et restent souvent cohésifs malgré des différences entre les besoins et les activités optimales de chaque membre. Comprendre comment et pourquoi des individus parviennent à se coordonner entre eux représente depuis longtemps un challenge pour de nombreux écologistes comportementaux. Récemment, les théories sur la prise de décision collective se sont beaucoup développées, mais il y a encore un manque de preuves empiriques quant à l’applicabilité et la généralité de telles théories chez les animaux. Durant ma thèse de doctorat, je me suis intéressé à la prise de décision collective dans des groupes de suricates (Suricata suricatta) vivant à l’état sauvage. Cette mangouste se reproduit coopérativement, présente un fort biais de reproduction et recherche de la nourriture en unités cohésives. J’ai essayé de combler l’écart entre théories et preuves empiriques, en observant des transitions d’activités naturelles et en conduisant des expériences. Un groupe risque surtout de perdre sa cohésion quand les individus qui le composent changent d’activité. De telles transitions d’activité sont initiées par certains membres. Toutefois, les transitions complètes d’activité ne sont finalisées que quand tous les membres du groupe ont suivi l’initiateur dans son changement d’activité. Ce n’est qu’alors que l’initiateur peut être considéré comme un leader. Les changements d’activité de groupe résultent de divers mécanismes de prise de décision collective. Toutefois, leurs différences sont encore mal comprises. Chez les suricates, j’ai déterminé l’initiation d’un changement d’activité dans deux contextes (l’ordre d’émergence du terrier et l’ordre de départ de la zone du terrier) et dans quelles mesures cela pouvait être lié au leadership. L’analyse de la rénovation des terriers dans lesquels les suricates passent la nuit m’a permis de mettre en évidence les différences qui existent entre décisions consensuelles et combinées dans une situation stationnaire. J’ai également identifié quels individus prenaient la décision de quitter un site de recherche de nourriture pour un autre ainsi que les mécanismes de décision mis en jeu. De plus, j’ai analysé les différents facteurs influençant le positionnement spatial d’un individu au sein d’un groupe ainsi que les avantages et inconvénients qui peuvent en découler. Enfin, j’ai induit des conflits d’intérêts entre deux individus d’un même groupe afin de déterminer comment des individus dont les motivations divergent sont néanmoins capables de demeurer dans un groupe cohésif. Chez les suricates, l’initiation d’un changement d’activité dépend de différents facteurs dans deux contextes proches temporellement : l’identité de l’individu est importante pour l’ordre d’émergence du terrier, tandis que le succès lors de la recherche de nourriture explique l’ordre de départ. La rénovation du terrier, un comportement coopératif pour les suricates, résulte d’une décision combinée et repose probablement sur le principe de facilitation sociale. Toutefois, les suricates ont également recours à des décisions consensuelles, notamment lorsqu’ils se déplacent d’un site de recherche de nourriture à un autre. J’ai mis en évidence qu’un quorum de deux à trois individus émettant des cris de déplacement est nécessaire avant que le groupe n’accélère et ne change de zone de recherche de nourriture. L’analyse de la géométrie du groupe a révélé que les suricates s’associent plus souvent avec certains membres du groupe qu’avec d’autres, démontrant l’existence de préférences sociales. Lors de situations conflictuelles, le premier individu initiant un mouvement est généralement suivi, même par un individu ayant une motivation divergente, soulignant l’importance de la cohésion du groupe pour les suricates. Ma thèse de doctorat montre qu’un large spectre de mécanismes de prise de décision collective peut être employé au sein d’une même espèce. Certaines transitions d’activité sont initiées par des signaux spécifiques évidents et les décisions sont prises par un quorum dans le groupe. Dans d’autres situations, le premier individu à changer d’activité est tout simplement imité par les autres membres du groupe sans la moindre période de décision permettant d’établir un consensus entre les préférences des individus. Ces observations démontrent non seulement l’importance qu’ont les initiateurs d’un changement d’activité dans l’issue des décisions de groupe, mais aussi celle des suiveurs avec leur décision de se joindre ou non. À tout moment les individus apparaissent très réceptifs aux autres, caractéristique cruciale pour des animaux vivant dans un environnement où la cohésion du groupe confère d’importants avantages en termes de succès reproducteur. Summary

Groups of social animals are common in nature and often remain cohesive despite variation in each member’s needs and optimal activity. How and why individuals coordinate themselves within groups has long been a puzzle for behavioural ecologists. Recently, theories on group decision-making have greatly advanced but there is still a lack of empirical evidence about the applicability and the generality of such theories in animals. Within my PhD project, I addressed questions on group decision making in wild groups of meerkats (Suricata suricatta), cooperatively breeding mongooses with high reproductive skew, foraging as cohesive units. I tried to fill the gap between theory and empirical evidence by quantifying naturally occurring transitions of activities and conducting experiments. Groups mainly risk losing their cohesiveness when individuals change activity. Such activity transitions are initiated by some group members, but complete transitions are only fulfilled when all members follow the initiator in its change of activity. Only then the initiator can be regarded as a leader. Changes of group activity result from various group decision-making mechanisms, yet, the differences between them are still not clear. In meerkats, I investigated initiation of activity change in two contexts (the emergence order from the burrow and the leaving order from the burrow area) and how this could be linked to leadership. I addressed the differences between combined and consensus decision in a stationary situation by analysing how meerkat groups were renovating their sleeping burrow. I investigated who was involved in deciding when to move from one foraging patch to another and the underlying decision mechanism. Furthermore, I analysed several factors influencing spatial positioning within groups and the likely advantages and drawbacks of them. Finally, I elicited conflicts of interest between two individuals within a group to assess how individuals with divergent incentives are still able to remain in a cohesive group. The initiation of activity changes in meerkats in two temporarily close contexts depended on different factors: individual identity was important for the emergence order, while foraging success explained the leaving order. Burrow renovation, a cooperative behaviour in meerkats, resulted from a combined decision, and was likely based on social facilitation. However, meerkats also used consensus decisions, particularly when they moved from one foraging patch to another. I demonstrated that a quorum of two to three individuals emitting moving calls was necessary before the group increased speed and changed to a new foraging location. Analysing the geometry of the group revealed that meerkats associated with some group members more often than with others, indicating some social preferences. In conflict situations, the first individual to move was usually followed, even by the individual who had a divergent incentive, emphasizing the importance of group cohesion for meerkats. My thesis shows that within the same species a wide range of group decision- making mechanisms is used. Some activity changes are initiated by specific obvious signals and decisions are found by a quorum of the group. In other situations, the first individual to show an activity change is followed without any obvious decision periods to find a consensus between individual preferences. These observations indicate that not only initiators of an activity change, but also the followers with their decision to join or not, play an important role in the outcome of group decisions. Individuals appear highly responsive to each other at any time, which is likely to be crucial for animals living in an environment where group cohesion has high fitness benefits.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Manser Marta, van Schaik Carel
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
590 Animals (Zoology)
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2011
Deposited On:20 Mar 2012 08:14
Last Modified:07 Apr 2020 06:30
Number of Pages:153
Additional Information:Enthält Sonderdrucke
OA Status:Green
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