Forschungsgruppe 1: Evolutionäre Ökologie

Das Geparden-Projekt in Namibia

Transdisziplinäre Forschung auf kommerziellem Farmland

(Haupt-Finanzierung: Messerli-Stiftung)

Gepard (Acinonyx jubatus)

Namibia beherbergt die weltweit größte freilebende Gepardenpopulation, wobei die meisten Geparde auf Farmland leben. Die Farmer betreiben Viehwirtschaft oder sind als Jagdführer tätig, und Konflikte zwischen Farmern und Geparden sind seit langem bekannt. Konflikte entstehen, wenn Geparde Nutzvieh oder für Farmer wertvolles Jagdwild erbeuten. Um Lösungen für diese Konflikte zu finden, müssen Fragen beantwortet werden, die Farmer über Geparde haben und von denen sie denken, dass sie in der Vergangenheit nicht ausreichend beantwortet worden sind. Der transdisziplinäre Forschungsansatz mit den Farmern und der enge Kontakt zu ihnen sollen sicherstellen, dass das Projekt Antworten auf ihre Fragen findet und dadurch auch unser Verständnis für die Geparde erhöht wird. Neben anthropogenen Einwirkungen, die freilebende Gepardenpopulationen bedrohen, wird auch die genetisch geringe Varianz der Geparde als Grund für den bedrohten Status dieser Spezies gesehen.

Wir untersuchen das Ausmaß des Konfliktes zwischen Farmern und Geparden, sowie die biologischen Grundlagen der Verhaltensökologie, der Fortpflanzungsbiologie und des Gesundheitsstatus für einen nachhaltigen Schutz der größten Freilandpopulation von Geparden. Dabei bestimmen wir das Nahrungsspektrum der Geparde, sowie ihre Habitatnutzung und Aktivität, und evaluieren den reproduktiven Gesundheitszustand der Geparde, die Spermienqualität der Männchen und die Überlebensrate der Jungtiere. Zudem untersuchen wir Todesursachen, sowie Krankheiten und deren Übertragungswege bei Geparden. Wir bestimmen auch die genetische Variabilität, die Vaterschaften und die Hormonwerte der Geparde. Viele unserer Untersuchungen werden als Vergleichsstudien mit in Gefangenschaft gehaltenen Geparden durchgeführt. Dabei handelt es sich um Tiere, die in ihrer natürlichen Umgebung in großen Gehegen auf namibischem Farmland gehalten werden.  

Dieses Projekt in Namibia beschäftigt sich mit folgenden Themen:

1. Verhaltensökologie 
2. Reproduktion
3. Gesundheitsstatus und Mortalitätsursachen
4. Endokrinologie
5. Genetik und Paarungssystem
6. Naturschutz durch Integration der lokalen Bevölkerung

Projektmitglieder

1. Verhaltensökolgie

Das Untersuchungsgebiet liegt östlich und nordöstlich der namibischen Hauptstadt Windhoek auf kommerziellem Farmland und besteht überwiegend aus Dornbuschsavanne (Abb. 1). Geparde sind in diesem Gebiet die am häufigsten vorkommenden großen Raubtiere. Löwen und Tüpfelhyänen, die wichtigsten Konkurrenten der Geparde, wurden vor mehreren Jahrzehnten eliminiert.

 Abb.1

Um Geparde zu untersuchen und mit VHF- oder GPS-Halsbändern zu versehen, werden sie in Kastenfallen gefangen. Diese Fallen werden vor Bäume gestellt, die Geparde als Markierungsbäume nutzen und daher regelmäßig von ihnen besucht werden. Von der Falle aus wird ein Kreis aus Dornenbüschen um den Baum gelegt, so dass der einzige Weg zum Baum durch die Falle führt (Abb. 2).

Abb.2

Wenn Geparde Gefangen werden, werden sie immobilisiert, untersucht und mit einem VHF- oder GPS-Halsband versehen (Abb.3). Während die geographische Position der Geparde mit VHF-Halsbändern nur bei der Ortung der Tiere bestimmt werden kann, speichern die GPS-Halsbänder mehrere Positionen am Tag, sowie fortlaufend die Aktivität der Tiere.

Abb.3

Die mit VHF- und GPS-Halsbändern versehenen Geparde werden sowohl vom Boden als auch aus der Luft (Abb. 4) lokalisiert. Gespeicherte Daten der GPS-Halsbänder werden dabei heruntergeladen. Aufgrund der Ortungsdaten werden mittels GIS die Streifgebiete der einzelnen Geparde bestimmt, sowie die Gebiets-Überlappungen. In Zusammenarbeit mit Dr. A. Berger (IZW) werden zudem die Tages-Aktivitätsmuster der Geparde bestimmt.

Abb.4

Geparde besitzen Streifgebiete von mehreren Hundert bis Tausend km², die mehrere Farmen umfassen (Abb. 5, schwarze Linien: Farmgrenzen, farbige Linien: Streifgebiete verschiedener Geparde). Die Positionen der Geparde werden mit Vegetationskarten verschnitten, die in Zusammenarbeit mit Prof. F. Siegert (Ludwig-Maximilians Universität München, Deutschland) mittels Fernerkundung angefertigt werden. Damit lässt sich erkennen, in welchen Vegetationstypen sich Geparde vorwiegend aufhalten.

Abb.5

Das Nahrungsspektrum der Geparde wird hauptsächlich mit zwei Methoden bestimmt. Zum einen werden unverdaute Beutetierhaare im Gepardenkot identifiziert. Hierfür werden von den aus Gepardenkot isolierten Beutetierhaaren Negativabdrucke hergestellt, in denen die für jede Beutetierart charakteristischen schuppenförmigen kernlosen Zellen der Epidermicula sichtbar werden (Abb. 6). Diese "Imprints" werden mit Referenzhaaren von potentiellen Beutetierarten verglichen.

Abb.6

Zum anderen wird in Zusammenarbeit mit Dr. C. Voigt (IZW) mittels Isotopenanalysen auf die Nahrung der Geparde geschlossen. Hierfür wird das Verhältnis von schweren zu leichten Kohlenstoffisotopen (¹²C:¹³C) und leichten zu schweren Stickstoffisotopen (¹⁴N:¹⁵N) in verschiedensten Beutetieren bestimmt und mit dem entsprechenden Verhältnis in Geparden verglichen (Abb. 7). Da sich Isotope der Nahrungskette folgend in jeder trophischen Stufe anreichern, ist es möglich, aufgrund der Isotopenwerte Anhaltspunkte über die Nahrungszusammensetzung der Geparde zu bekommen.

Bisherige Resultate zeigen, dass Nutzvieh und für Farmer wertvolles Jagdwild nur einen geringen Prozentsatz der Nahrunszusammensetzung ausmacht. Um Nahrungspräferenzen der Geparde zu bestimmen, wird das Nahrungsangebot im Freiland erfasst. Das Wildtier-Angebot wird mittels Transektenzählungen bestimmt, das Nutztier-Angebot durch standardisierte Befragungen von Farmern.

2. Reproduktion

Frühere Studien an gefangenen Geparden deuten auf eine eingeschränkte Fertilität bei Weibchen hin. Der niedrige Zuchterfolg in Zoos wurde als Konsequenz des genetischen Monomorphismus der Art und/oder mit ungeeigneten Haltungsbedingungen begründet. Um herauszufinden, ob die eingeschränkte Fertilität in Zoos eher genetisch oder durch die Gefangenschaft selbst bedingt ist, werden in dieser Studie die Reproduktionsstadien von freilebenden Gepardenweibchen mit denen auf namibischem Farmland gehaltenen Weibchen verglichen. Die Reproduktionsgesundheit der Geparde wird mit ultrasono-graphischen Untersuchungen an immobilisierten Tieren ermittelt (Abb. 8). Anhand der Ultraschallaufnahmen werden in Zusammenarbeit mit Dr. R. Hermes (IZW) und Dr. T. Hildebrandt (IZW) die Weibchen verschiedenen Reproduktionsstadien zugeordnet und eventuell vorhandene Pathologien der Reproduktionsorgane beschrieben. Unsere Resultate zeigen, dass die Reproduktionsorgane aller frei lebender Weibchen in reproduktiv aktiven Stadien sind, während die Organe auf Farmland gehaltener Weibchen oft reproduktiv inaktiv sind. Das zeigt, dass nicht der genetische Monomorphismus die Urasache der niedrigen Zuchterfolge in Gefangenschaft ist, sondern andere Faktoren.

                                                                                                                                                            Abb.8

Immobilisierte Männchen werden elektro-ejakuliert und die Ejakulate auf Spermien-Konzentration und -Motilität, sowie auf den Anteil abnormal geformter Spermien untersucht (Abb. 9). Die von Zoo-Geparden und freilebenden ostafrikanischen Geparden bekannten hohen Anteile an abnormal geformten Spermien wurden in früheren Studien auf den genetischen Monomorphismus der Art zurückgeführt. In dieser Studie wird die Spermienqualität von freilebenden und auf namibischem Farmland gehaltenen Männchen bestimmt und miteinander verglichen. Zudem wird untersucht, welche Faktoren einen Einfluss auf die Spermienqualität haben könnten. Die Reproduktionsorgane von frei lebenden und gefangenen Männchen werden mittels Ultraschall untersucht und vermessen, um eventuelle Unterschiede festzustellen.

Jungtiere werden vom Boden oder der Luft aus bei der Ortung eines besenderten Weibchens gesichtet (Abb. 10). Während der darauf folgenden Flugtelemetrien wird mit der geringmöglichsten Störung versucht, die Jungtiere regelmäßig zu sichten und zu zählen, um die Überlebenswahrscheinlichkeiten und –raten zu bestimmen. Bisherige Resultate zeigen, dass auf namibischem Farmland mehr Jungtiere das Erwachsenenalter erreichen als in ostafrikanischen Nationsparks, wo Löwen und Tüpfehyänen noch in großen Zahlen vorkommen.

Abb.10

3. Gesundheitsstatus und Mortalitätsursachen

Bei immobilisierten Geparden werden der Ernährungszustand und die allgemeine körperlichen Verfassung bestimmt. Ultraschalluntersuchungen der Organe geben zusätzlichen Aufschluss über den Gesundheitsstatus der Tiere. Für spätere Analysen werden von immobilisierten Tieren diverse Proben genommen, darunter Blut-, Kot- und Haarproben (Abb. 11). Unsere Resultate zeigen, dass der Gesundheitszustand aller Tiere gut war und keines der Tiere krankheitsbedingte Symptome aufwies. Analoge Untersuchunge und Probennahmen werden auch bei anderen Karnivoren gemacht, sowie bei Haus- und Nutztieren, um auch deren Gesundheitszustand zu bestimmen und mögliche Krankheitsüberträger zu identifizieren.

                                                                                                                                                             Abb. 11

Tot gefundene Geparde werden vor Ort seziert, um die jeweiligen Todesursachen zu bestimmen und um Proben für spätere Analysen im Labor zu sammeln. Von Farmern als Trophäen oder Problemtiere geschossene und gemeldete Geparde werden ebenfalls seziert und beprobt. Die Proben werden in Kooperation mit Dr. N. Robert (Vetsuisse-Fakultät Universität Bern, Schweiz) und Dr. G. Wibbelt (IZW) histopathologisch analysiert.

In Zusammenarbeit mit Prof. H. Lutz (Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich, Schweiz) und Dr. T. Müller (Friedrich-Löffler-Institut Wusterhausen, Deutschland) werden Blutproben von freilebenden und gefangenen namibischen Geparden auf Antikörper und Antigene von für Wildfeliden relevante Viren getestet (Abb. 12). Unsere Resultate zeigen, dass die gemessenen Seroprävalenzen für alle getesteten Viren bei nur wenigen Prozenten liegen.

                                                                                                                                                           Abb. 12

4. Endokrinologie

Blut- und Kotproben der Geparde werden genutzt, um die Glucocorticoide ("Stresshormone") und Sexualsteroide ("Geschlechtshormone") zu messen. Dabei sind die Glucocorticoide von besonderer Bedeutung, da nicht geklärt ist, ob Stress ein Grund für die Fortpflanzungsprobleme bei Geparden in Zoos sein könnte. Da es nicht möglich ist, stress-frei Blut von Geparden zu erhalten und sich Stress innerhalb weniger Minuten im Blut widerspiegelt, werden die Glucocorticoide im Kot von Geparden gemessen, die in die Fallen gegangen sind. Im Kot sind die abgebauten Hormone (Cortisol-Metabolite) messbar, die eine Information über den "Stresszustand" der letzten ein bis zwei Tage geben, also vor dem Falleneintritt. Vergleichsproben werden auch von auf Farmland gehaltenen Geparden gesammelt. Die Analysen werden in Zusammenarbeit mit Dr.M. Dehnhard (IZW) durchgeführt.

                                                                                                                                                        Abb. 13

Glucocorticoide und Sexualsteroide werden auch im Zusammenhang mit der Reproduktionsbiologie der Gepardenmännchen untersucht. Cortisol kann einen negativen Einfluss auf die Spermatogenese haben und es wird daher getestet, ob Männchen mit den wenigsten abnormal geformten Spermien die niedristen Cortisolwerte haben. Zudem wird untersucht, ob die Spermienmorphologie mit den Testosteronwerten zusammenhängt.

5. Genetik und Paarungssystem

In den 80er und 90er Jahren wurde in mehreren Studien die geringe genetische Variabilität der Geparde festgestellt und als Ursache für den geringen Fortpflanzungserfolg, die hohe Jungensterblich und die hohe Krankheitsanfälligkeit der Geparde in Zoos gesehen.. Seit dieser Zeit haben sich die molekularbiologischen Methoden erheblich verbessert, so dass diesbezüglich genauere Analysen durchgeführt werden können. Wir konzentrieren uns dabei auf den Major Histocompatibility Complex (MHC), der bei der Immunantwort von Organismen auf Krankheitserreger eine bedeutende Rolle spielt (Abb. 14). In Zusammenarbeit mit Dr. S. Sommer (IZW) wird die genetische Variabilität des MHC's bestimmt und mit unseren Resultaten des Gesundheitsstatus und der Erkrankungen in Verbindung gesetzt.

                                                                                                                                                               Abb. 14

Mittels verschiedener Mikrosatelliten werden die genetischen Profile der Jungtiere und ihrer Mütter, sowie der Männchen im Untersuchungsgebiet ermittelt, um die Väter der Jungen bestimmen zu können. Reproduktionsparameter wie Organgrößen und Spermienqualität von Männchen, die Junge gezeugt haben, sowie ökologische Faktoren ihrer Streifgebiete wie Lage und Größe des Gebiets werden ermittelt, um Faktoren zu bestimmen, die für den Reproduktionserfolg relevant sein könnten.

6. Naturschutz durch Integration der lokalen Bevölkerung

Ausbau und Aufrechterhaltung der engen Kontakte mit den Farmern ist wichtiger Bestandteil des Projektes. Das regelmäßige Vorstellen der Projekt-Resultate bei Farmersitzungen (Abb. 15), sowie die Rücksprache mit Farmern bei allen Projektschritten haben sich als sehr positiv und konstruktiv für die Arbeit vor Ort erwiesen. Bei diesen Gelegenheiten erhält die Studie auch neuen Input der Farmer und kann weitere Fragen aufnehmen.

                                                                                                                                                              Abb. 15

Farmer mit ihren Familien und Gästen werden regelmäßig dazu eingeladen, bei den Untersuchungen der Geparde dabei zu sein, was gern angenommen wird (Abb. 16). Dadurch erhält die Projektarbeit einen hohen didaktischen Stellenwert, der als Grundlage einer langsamen aber stetigen Haltungsänderung gegenüber den Geparden dienen kann.

                                                                                                                                                              Abb. 16

Es besteht eine enge Kooperation zwischen dem Projekt und der Fachhochschule (Polytechnic) in der namibischen Hauptstadt Windhoek. Sie besteht in der Mithilfe namibischer StudentInnen bei der Feldarbeit und der konzeptionellen und methodischen Ausbildung naturschutzrelevanter Fragen dieser StudentInnen (Abb. 17). Ziel ist es, lokalen StudentInnen eine Grundlage für angewandten Naturschutz in ihrem Land zu geben, um die praktischen Probleme in der Umsetzung kompetent und mit Hilfe eines wissenschaftlichen Ansatzes angehen zu können.

                                                                                                                                                                                     Abb. 17

Projektmitglieder

Projektleitung:         Dr. Bettina Wachter

DoktorandInnen:     Jörg Melzheimer (Thema: Nahrungsökologie und Habitatnutzung)
                               Annika Krengel (Thema: Endokrinologie und Gesundheitsstatus)

Assistentin:              Kerstin Wilhelm