Der Einfluss von Krankheiten

Die Umwelt der Tiere sowie der Einfluss von Krankheiten sind zwei Faktoren, die entscheidend für die Entwicklung von Wildtierbeständen sind. Wir untersuchen daher Wildtiere auf Krankheiten und Fortpflanzungsprobleme, um mehr über deren quantitative und qualitative Auswirkungen auf Tierarten zu erfahren. Gleichzeitig werden die jeweiligen Umweltbedingungen und das Infektionsgeschehen berücksichtigt, sodass der Gesundheitszustand des einzelnen Tieres mit der Entwicklung der gesamten Population in Relation gebracht werden kann. Mit Hilfe der so gewonnenen Erkenntnisse können auch langfristig Schutzmaßnahmen für Wildtierbestände entwickelt werden.

Krankheitserreger gefährden Bestände

Krankheiten von Wildtieren können uns immer wieder vor neue Rätsel stellen.

Fallbeispiel 1: Tüpfelhyänen des Ngorongoro-Kraters in Tansania können Symptome zeigen, die an eine für Pferde typische Infektionskrankheit erinnern. Bei Pferden wird diese sehr ansteckende Krankheit als „Druse“ bezeichnet. Verursacht wird die Druse durch das Bakterium Streptococcus equi ssp. equi. Tatsächlich konnten wir bei Tüpfelhyänen, die Drusen-ähnliche Symptome zeigten und unter Umständen auch daran starben, eine Infektion mit einer anderen, sehr nahe verwandten Streptokokkus-Unterart, Streptococcus equi ssp. ruminatorum nachweisen. Woher aber kam der gefährliche Erreger?

Diese Frage lässt sich nicht so einfach klären, da Streptokokkenbefall bei verschiedenen Tierarten vorkommt und die betroffenen Individuen oft keine äußerlich erkennbaren Krankheitssymptome zeigen. Einen wichtigen Hinweis aber kann das "M-ähnliche Protein" liefern, das für die Gefährlichkeit des Erregers in Pferden entscheidend ist. Im Erbgut von Bakterien aus verschiedenen Tieren haben wir daher den Abschnitt mit der Bauanleitung für dieses Protein analysiert. Das Erbgut der Bakterien auf diesem Genabschnitt aus erkrankten Tüpfelhyänen weist eine große Ähnlichkeit mit demjenigen der Streptokokkus-Mikroorganismen aus Kamelen auf, die in der Umgebung des Ngorongoro-Kraters als Nutztiere gehalten werden. Deutlich größer waren die Unterschiede zu den Bakterien aus Hyänen, die keine Symptome der Krankheit zeigten. Auch in anderen Raubtieren wie Wildhunden und in verschiedenen Beutetieren wie Zebras und Büffeln fanden wir Streptococcus equi ssp. ruminatorum, das sich genetisch deutlich von demjenigen der erkrankten Hyänen und der Kamele unterschied. Der Bakterienstamm, an dem die Hyänen erkrankt waren, stammte also mit großer Wahrscheinlichkeit aus den Nutztierherden der Umgebung. Mit diesem Wissen könnten sich solche Infektionen in Zukunft verhindern lassen.

Fallbeispiel 2: Ein Pilz, der die Haut von überwinternden Fledermäusen befällt, sorgt in Nordamerika zurzeit für einen alarmierenden Rückgang der Bestände. Seit diese sogenannte Weißnasen-Krankheit im Jahr 2006 zum ersten Mal beobachtet wurde, fielen ihr auf dem amerikanischen Kontinent mehr als sechs Millionen Fledermäuse verschiedener Arten zum Opfer. Der gleiche Pilz wurde inzwischen in mehr als 13 Ländern Europas an Fledermäusen nachgewiesen. Im Gegensatz zu den Fledermäusen in Nordamerika scheint aber diese Infektion in Europa die Sterblichkeit der Tiere nicht zu erhöhen. Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus den USA und verschiedenen europäischen Ländern versuchen wir die Gründe für diesen auffälligen Unterschied in der Sterberate der Fledermäuse herauszufinden.

Fortpflanzungsfähigkeit und Artenschutz

Um stark bedrohte Arten zu unterstützen, werden in menschlicher Obhut gezüchtete Tiere wieder in die freie Wildbahn ausgewildert. Entscheidend für das Gelingen solcher Maßnahmen sind gute Fortpflanzungserfolge. Bei in Zoos gehaltenen Geparden jedoch stellt sich nur selten Nachwuchs ein. Schuld daran könnte einerseits die Unverträglichkeit der Zuchtpaare sein, andererseits könnten aber auch Stress und das ungewohnte Leben im Gehege die Fortpflanzungsfähigkeit der Tiere herabsetzen.

Um diese Hypothesen zu überprüfen, untersuchten wir frei lebende Geparde in Namibia. Dazu wurden die Geparde an ihren Markierungsbäumen in Kastenfallen gefangen und in Narkose gelegt. Nun konnten wir die Raubkatzen mit einem hochauflösenden Ultraschallgerät untersuchen. Alle 13 Geparden-Weibchen im fortpflanzungsfähigen Alter waren entweder trächtig, empfängnisbereit, im Zyklus, laktierend oder führten bereits entwöhnte Jungtiere mit sich. Ganz anders dagegen verhält es sich mit Geparden, die in großen Gehegen auf Farmen leben, sich dort aber nicht fortpflanzen dürfen. Bereits bei vier Jahre alten Weibchen zeigten die Ultraschall-Untersuchungen krankhafte Veränderungen an den inneren Reproduktionsorganen. Kaum eines der Tiere war empfängnisbereit oder im Zyklus.

Da sich bei lang anhaltenden Belastungssituationen die Nebennieren - in denen „Stress“-hormone produziert werden - vergrößern, verglichen wir auch diese Organe mit Ultraschall bei frei lebenden und in großen Gehegen gehaltenen Geparden. Unterschiede ließen sich nicht finden; das Belastungsniveau von in freier Wildbahn lebenden Geparden war also nicht niedriger als jenes von in menschlicher Obhut gehaltenen Tieren.

Unsere Untersuchungsergebnisse legen nahe, dass die Zuchtprobleme auf die erzwungene Enthaltsamkeit der Geparde zurückzuführen sind. Frei lebende Geparden-Weibchen werden nach Erreichen des geschlechtsreifen Alters rasch trächtig. Sobald sich der Nachwuchs selbst versorgen kann, paart sich ein Geparden-Weibchen in der Regel erneut. Verhindert der Mensch aber bei auf Farmen gehaltenen Tieren die Fortpflanzung oder wartet zu lange mit der Zucht, sind die erwachsenen Weibchen dauerhaft im Zyklus. Die dadurch verursachten Östrogenfluktuationen können zu einer verfrühten Alterung und nichtreversiblen Veränderungen der inneren Reproduktionsorgane führen (asymmetric reproductive aging). Aufgrund dessen werden die Weibchen oft schon in mittleren Jahren unfruchtbar. Ähnliche Probleme kennen wir auch von in menschlicher Obhut gehaltenen Elefanten und Nashörnern.

Da es auf dem Farmland Namibias kaum Löwen und Hyänen gibt, erreichen bis zu 80 Prozent der Jung-Geparde das Erwachsenenalter. In anderen Regionen Afrikas hingegen minimiert sich der Geparden-Nachwuchs durch natürliche Feinde um zirka 70 Prozent. Um das Fortpflanzungspotenzial der frei lebenden Geparde in Namibia müssen sich die Wissenschaftler also wenig Sorgen machen. Die Verantwortlichen von Zuchtprogrammen aber sollten ihren Tieren möglichst früh die Chance geben, sich zu vermehren. Diese Maßnahme würde nicht nur die Fruchtbarkeit der Geparden-Weibchen dauerhaft sichern, sondern auch die Erfolgschancen von Zuchtprogrammen steigern.

Viel häufiger allerdings sind Bakterien die Ursache für Fortpflanzungsprobleme bei Haus-, Nutz- und Wildtieren. Im Rahmen des europäischen Erhaltungszucht-Programmes (EEP) suchen wir daher im Verdauungstrakt von gesunden und kranken Nashörnern nach Krankheitserregern. Außerdem analysieren wir, wodurch sich die Bakteriengemeinschaften im Körper verschiedener Tierarten unterscheiden. Da diese Bakterien auch Infektionen der Fortpflanzungsorgane verursachen können, liefern solche Studien die Grundlagen für gute Diagnose- und Behandlungsmethoden für die jeweiligen Erkrankungen. Effektive Untersuchungsmethoden und Verfahren wiederum können entscheidend für die Rettung stark bedrohter Arten sein. Das Überleben einer stark bedrohten Art hängt in Zukunft vielleicht von der Fruchtbarkeit und dem Fortpflanzungserfolg einiger weniger Tiere ab, die in Zoos oder anderen Gehegen gehalten werden.

Probleme mit der Fruchtbarkeit

Für die Haltung in Zoos und Gehegen sollten Tiere zukünftig möglichst nicht mehr in der Natur gefangen werden. Einer erfolgreichen Zucht von Wildtieren in menschlicher Obhut kommt daher eine immer größere Bedeutung zu. Allerdings können bei so gehaltenen Tieren einige Fortpflanzungsprobleme entstehen, die oft mit der Haltung selbst zusammenhängen. Eine falsche Gehegegröße kann den Erfolg dabei genauso gefährden wie Inzucht oder das Verpaaren von nicht geeigneten Tieren. Die Fortpflanzungsmedizin gewinnt daher in der Wildtiermedizin zunehmend an Bedeutung. Diese Disziplin sucht nach den Schlüsselfaktoren, die für die erfolgreiche Fortpflanzung entscheidend sind und mit deren Hilfe der Erfolg von Zuchtprogrammen verbessert werden kann.

Wir untersuchen daher Gründe und Folgen von Fruchtbarkeits- und Fortpflanzungsproblemen bei Wildtieren und entwickeln innovative Behandlungsmethoden. Eine herabgesetzte Fruchtbarkeit kann beispielsweise mit einer Deformation der Samenzellen der männlichen Tiere zusammenhängen. Aber auch weibliche Tiere im mittleren Alter können sich unter Umständen gar nicht mehr fortpflanzen, da die Haltung in menschlicher Obhut sowie eine erzwungene Abstinenz zu Unfruchtbarkeit führen. Eine frühzeitige Eingliederung von geschlechtsreifen Tieren in ein Zuchtprogramm kann solche Probleme verhindern.

Krankheiten beeinflussen den Bestand

Erreger und Krankheiten sind Umweltfaktoren, die den Bestand von Wildtieren sowohl direkt als auch indirekt regulieren. Wir entwickeln daher statistische Methoden und Computermodelle, um solche Entwicklungen zu analysieren. Dabei interessiert uns nicht nur, wie stark Krankheiten einen Tierbestand dezimieren können. Auch das Wettrüsten zwischen den Erregern und den Abwehrkräften der befallenen Tiere lässt sich auf diese Weise besser verstehen.

Eine Langzeitstudie im Ngorongorokrater im Norden Tansanias zeigte zum Beispiel den erheblichen Einfluss einer Bakterieninfektion auf den Bestand der Tüpfelhyänen. An dieser Krankheit starben vor allem sozial untergeordnete und jüngere Tiere. Dadurch erreichten weniger Junghyänen das fortpflanzungsfähige Alter, was konsequenterweise zu weniger Hyänennachwuchs führte. Kurzfristig sorgte die Bakterieninfektion für einen Rückgang der Tüpfelhyänenpopulation im Ngorongoro-Krater, langfristig wurde das Wachstum des Bestandes gebremst.

Weitere Aspekte, die zunehmend Bedeutung erlangen, sind Virusinfektionen und das Management von Wildtierpopulationen in menschlicher Obhut, insbesondere in zoologischen Einrichtungen. Zoos können bei Krankheitsausbrüchen in urbanen Gebieten die Funktion eines Frühwarnsystems übernehmen. Darüber hinaus werden in Zoos häufig Tiere miteinander in Kontakt gebracht, die aus unterschiedlichen Erdteilen stammen. Auf diese Weise kann der Weg für eine zufällige Infektionserregerübertragung zwischen Tierarten geebnet werden, die unter natürlichen Bedingungen allein aus geographischer Sicht nie hätten stattfinden können. Laufende Projekte versuchen solche opportunistischen Erregerübertragungen zu verfolgen, um ihren Ursprung zu detektieren und ihren Weg durch die Tierbestände der Zoos nachzuvollziehen. Auf diese Weise können wir den zoologischen Einrichtungen helfen, rechtzeitig einzugreifen, falls ein Krankheitsausbruch stattfinden sollte.

Ausgewählte Publikationen

Bouts T, Hermes R, Gasthuys F, Saragusty J, Taylor P, Routh A, Hildebrandt TB (2012) Medetomidine-ketamine-isoflurane anaesthesia in pygmy hippopotami (Choeropsis liberiensis) - a case series. Vet Anaesth Analg 39: 111-118.

Höner OP, Wachter B, Goller KV, Hofer H, Runyoro V, Thierer D, Fyumagwa R, Müller T, East ML (2012) The impact of a pathogenic bacterium on a social carnivore population. J Anim Ecol 81: 36-46.

Lange M, Kramer-Schadt S, Blome S, Beer M, Thulke HH (2012) Disease severity declines over time after a wild boar population has been affected by Classical Swine Fever – Legend or actual epidemiological process? Prev Vet Med 106: 185-195.

Lange M, Kramer-Schadt S, Thulke HH (2012) Efficiency of spatio-temporal vaccination regimes in wildlife populations under different viral constraints. Vet Res 43: 37.

Menzies BR, Renfree MB, Heider T, Mayer F, Hildebrandt TB, Pask AJ (2012) Limited genetic diversity preceded extinction of the Tasmanian tiger. PLoS ONE 7.

Warnecke L, Turner JM, Bollinger TK, Lorch JM, Misra V, Cryan PM, Wibbelt G, Blehert DS, Willis CK (2012) Inoculation of bats with European Geomyces destructans supports the novel pathogen hypothesis for the origin of white-nose syndrome. Proc Natl Acad Sci USA 109: 6999-7003.

Drews B, Szentiks CA, Roellig K, Fickel J, Schroeder K, Duff JP, Lavazza A, Hildebrandt TB, Goeritz F (2011) Epidemiology, control and management of an EBHS outbreak in captive hares. Vet Microbiol 154: 37-48.

Schaftenaar W, Fernandes T, Fritsch G, Frey R, Szentiks CA, Wegner RD, Hildebrandt TB, Hermes R (2011) Dystocia and fetotomy associated with cerebral aplasia in a greater one-horned rhinoceros (Rhinoceros unicornis). Reprod Domest Anim 46.

Wachter B, Thalwitzer S, Hofer H, Lonzer J, Hildebrandt TB, Hermes R (2011) Reproductive history and absence of predators are important determinants of reproductive fitness: the cheetah controversy revisited. Conserv Lett 4: 47-54.

Kramer-Schadt S, Holst JC, Skagen D (2010) Analysis of variables associated with the Ichthyophonus hoferi epizootics in Norwegian Spring Spawning Herring 1992-2008. Can J Fish Aquat Sci 67: 1862-1873.

Lueders I, Drews B, Niemuller C, Gray C, Rich P, Fickel J, Wibbelt G, Göritz F, Hildebrandt TB (2010) Ultrasonographically documented early pregnancy loss in an Asian elephant (Elephas maximus). Reprod Fertil Develop 22: 1159-1165.

Portas TJ, Hildebrandt TB, Bryant BR, Göritz F, Hermes R (2010) Seminoma in a southern black rhinoceros (Diceros bicornis minor): diagnosis, surgical management and effect on fertility. Aust Vet J 88: 57-60.

Jewgenow K, Neubauer K, Blottner S, Schon J, Wildt DE, Pukazhenthi BS (2009) Reduced germ cell apoptosis during spermatogenesis in the teratospermic domestic cat. J Androl 30: 460-468.

Saragusty J, Hermes R, Göritz F, Schmitt DL, Hildebrandt TB (2009) Skewed birth sex ratio and premature mortality in elephants. Anim Reprod Sci 115: 247-254.

Aupperle H, Reischauer A, Bach F, Hildebrandt T, Göritz F, Jager K, Scheller R, Klaue HJ, Schoon HA (2008) Chronic endometritis in an Asian elephant (Elephas maximus). J Zoo Wildl Med 39: 107-110.

Hermes R, Saragusty J, Schaftenaar W, Göritz F, Schmitt DL, Hildebrandt TB (2008) Obstetrics in elephants. Theriogenology 70: 131-144.

Speck S, Höner OP, Wachter B, Fickel J. (2008) Characterization of Streptococcus equi subsp. ruminatorum isolated from spotted hyenas (Crocuta crocuta) and plains zebras (Equus burchelli), and identification of a M-like protein (SrM) encoding gene. Vet Microbiol 128: 148-159.

Hermes R, Göritz F, Streich W, Hildebrandt T (2007) Assisted reproduction in female rhinoceros and elephants - current status and future perspective. Reprod Domest Anim 42: 33-44.

Schettler E, Müller K, Fritsch G, Kaiser S, Brunnberg L, Frölich K, Wibbelt G (2007) Progressive ataxia in a captive North American river otter (Lontra canadensis) associated with brain stem spheroid formation. J Zoo Wildl Med 38: 579-582.

Hermes R, Hildebrandt TB, Walzer C, Göritz F, Patton ML, Silinski S, Anderson MJ, Reid CE, Wibbelt G, Tomasova K, Schwarzenberger F (2006) The effect of long non-reproductive periods on the genital health in captive female white rhinoceroses (Ceratotherium simum simum, Ceratotherium simum cottoni). Theriogenology 65: 1492-1515.

Hildebrandt TB, Göritz F, Boardman W, Strike T, Strauss G, Jewgenow K (2006) A non-surgical uterine lavage technique in large cats intended for treatment of uterine infection-induced infertility. Theriogenology 66: 1783-1786.

Portas TJ, Hermes R, Bryant BR, Göritz F, Thorne AR, Hildebrandt TB (2006) Anesthesia and use of a sling system to facilitate transvaginal laparoscopy in a black rhinoceros (Diceros bicornis minor). J Zoo Wildl Med 37: 202-205.

Pukazhenthi B S, Neubauer K, Jewgenow K, Howard J, Wildt DE (2006) The impact and potential etiology of teratospermia in the domestic cat and its wild relatives. Theriogenology 66: 112-121.

Reid CE, Hildebrandt TB, Marx N, Hunt M, Thy N, Reynes JM, Schaftenaar W, Fickel J (2006) Endotheliotropic Elephant Herpes Virus (EEHV) infection - The first PCR-confirmed fatal case in Asia. Vet Quart 28: 61-64.