Computertomographie in Wildtiermedizin und -forschung für den Artenschutz
Computertomographie am Leibniz-IZW - ein ungewöhnlicher Einblick in Wildtiere und Fossilien: mit modernster Bildgebung, von klassischer Darstellung der Morphologie bis zur Visualisierung dynamischer Prozesse, beantworten wir sowohl klinische als auch wissenschaftliche Fragen zu Tierschutz, veterinärmedizinischer Diagnostik und Grundlagenforschung.
| Laufzeit: | seit 2004 |
| Drittmittelfinanziert: | ja |
| Beteiligte Abteilung(en): | Abt. Reproduktionsmanagement, Abt. Wildtierkrankheiten |
| Projektleitung im Leibniz-IZW: | Thomas Hildebrandt (Abt. Reproduktionsmanagement) |
| Projektbeteiligte im Leibniz-IZW: |
Guido Fritsch, Roland Frey, Frank Göritz, Susanne Holtze, Juliane Kühne (alle: Abt. Reproduktionsmanagement), Claudia A Szentiks, Gudrun Wibbelt, Zoltan Mezö, Oliver Krone (alle Abt. Wildtierkrankheiten) |
| Konsortialpartner: |
|
| Aktuelle Förderorganisation: |
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Infrastrukturförderung (INST 276/851-1) mit insgesamt 6 Partnern, Gesamtbudget 550 T€ Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) |
| Forschungsschwerpunkte: | |
| Verständnis von Merkmalen und evolutionären Anpassungen | |
| Verständnis von Wildtiergesundheit und gestörter Homeostase | |
| Verständnis der Herausforderungen für Wildtiere | |
| Verbesserung der Lebensfähigkeit von Wildtierpopulationen | |
| Entwicklung neuer Theorien, Methoden und Werkzeuge |
Das Leibniz-IZW nutzt seit 2004 moderne Computertomographie (CT) für Forschung und Diagnostik. Die technische Infrastruktur wurde kontinuierlich weiterentwickelt und umfasst heute die fünfte Generation leistungsfähiger CT-Systeme, aktuell den Canon Aquilion ONE Insight. Ergänzt wird sie seit 2021 durch ein gemeinsam mit der Humboldt-Universität zu Berlin angeschafften hochmodernen Mikro-CT zur Untersuchung feinster biologischer Strukturen (DFG-Infrastrukturförderung) für morphologische und funktionelle Fragestellungen.
Die Computertomographie liefert hochauflösende, zerstörungsfreie 3D-Datensätze und erlaubt detaillierte Einblicke in Anatomie, Funktion und Krankheitsprozesse. Durch die Kombination moderner Bildgebung mit klassischen Präparationstechniken konnten am Leibniz-IZW grundlegende Erkenntnisse zur Lauterzeugung bei Huftieren, Elefanten und Koalas gewonnen werden, die in renommierten Fachzeitschriften wie Science und Current Biology veröffentlicht wurden.

Wolf (Canis lupus)
Zudem werden im Auftrag der Dokumentations- und Beratungsstelle des Bundes zum Thema Wolf (DBBW) alle in Deutschland tot aufgefundenen Wölfe computertomographisch untersucht. Die CT ermöglicht dabei eine zerstörungsfreie Beurteilung der Tiere und den Nachweis möglicher Projektilreste vor der anschließenden pathologisch-anatomischen Untersuchung.

Asiatischer Elefant (Elephas maximus), neugeboren
Neben der Forschung unterstützt das CT-Zentrum nationale und internationale zoologische Einrichtungen bei der Abklärung komplexer diagnostischer Fragestellungen. Zu den bekanntesten untersuchten Tieren zählen das Orang-Utan-Männchen Bornie (Zoo Köln), der Große Panda Jiao Qing und der Eisbär Knut (beide Zoo Berlin).
Dank der hohen Scangeschwindigkeit der eingesetzten Systeme können kleinere Tiere bis etwa zur Größe eines Mopses häufig ohne Narkose untersucht werden. Dieser Service steht auch Berliner Tierarztpraxen im Rahmen einer Überweisungsdiagnostik zur Verfügung.

Steinzeitmensch (Grab)
Über die Wildtierforschung hinaus hat sich die CT als wertvolles Werkzeug in Paläontologie und Archäologie etabliert. Ein mittelsteinzeitliches menschliches Grab konnte gemeinsam mit dem Brandenburgischen Landesamt für Denkmalpflege und dem Archäologischen Landesmuseum Wünsdorf erstmals zerstörungsfrei untersucht werden. Gemeinsam mit dem Museum für Naturkunde Berlin und der Universität Potsdam wurden Verfahren zur CT-gestützten Gewinnung von ancient DNA aus Fossilien von Stellerscher Seekuh, Höhlenbär und Mammut entwickelt.

Archaeopteryx, Dicraeosaurus hansemanni, Enaliosuchus schroederi
Zu den bekanntesten untersuchten Objekten zählen das Berliner Exemplar des Archaeopteryx, Skelettteile von Dicraeosaurus hansemanni und Enaliosuchus schroederi.
Weitere Anwendungsfelder umfassen die CT-basierte Analyse von Bodenstrukturen in Kooperation mit dem Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF), aus der derzeit KI-gestützte Verfahren zur Klassifizierung landwirtschaftlicher Böden entwickelt werden.
Ausgewählte Publikationen
Gernhardt J, Reuter T, Fritsch G, Schulze, N., Mählmann, K., Lischer, C. (2026). Ex Vivo Computed Tomographic Morphometry and Motion of the Native and Fractured Equine Accessory Carpal Bone. Animals: an Open Access Journal from MDPI, 16(8), 1132.
Müller K, Reinhardt I, Weber A, Kluth G, Fritsch G, Szentiks CA. (2025). Retrospective evaluation of the reproductive status of male grey wolves (Canis lupus) in Germany based on animals found dead: Influence of age, body weight and season. Animal Reproduction Science, 108094.
Heise O, Pottek T, Buss P, de Klerk-Lorist LM, Eigen L, Holtze S, Fritsch G, Göritz F, Wibbelt G, Hildebrandt T, Brecht M (2025): Trunk Tip Wear in Wild African Savanna Elephants. Integrative and Comparative Biology, 65(6), 1358–1365 https://doi.org/10.1093/icb/icaf020.
Schwarz D, Fritsch G, Issever AS, Hildebrandt TB (2023): Description of contents of unopened bamboo corsets and crates from Quarry Ig/WJ of the Tendaguru locality (Late Jurassic, Tanzania, East Africa) as revealed by medical CT data and the potential of this data under paleontological and historical aspects. PALAEONTOL ELECTRON 26, a4.
Pacher K, Breuker M, Hansen MJ, Kurvers RHJM., Häge J, Dhellemmes F, Domenici P, Steffensen JF, Krause S, Hildebrandt TB, Fritsch G, Bach P, Sabarros PS, Zaslansky P, Mahlow K, Müllern J, Armas RG, Ortiz HV, Galván-Magaña F, Jens Krause J (2023): The rostral micro-tooth morphology of blue marlin, Makaira nigricans. FISH BIOLOGY, 1-10.
Deiringer N, Schneeweiß U, Kaufmann LV, Eigen L, Speissegger C, Gerhardt B, Holtze S, Fritsch G, Göritz F, Becker R, Ochs A, Hildebrandt TB, Brecht M (2023): The functional anatomy of elephant trunk whiskers. COMMUN BIOL 6, 591.
Haase A, Sen M, Gremse C, Mader A, Korkmaz B, Jungnickel H, Hildebrandt TB, Fritsch G, Nomata J, Moenning JL, Steinhoff-Wagner J, Lahrssen M, Pieper R (2023): Analysis of number, size and spatial distribution of rifle bullet-derived lead fragments in hunted roe deer using computed tomography. DISCOVER FOOD, volume 3, 11.
Schulze N, Werpy N, Gernhardt J, Fritsch G, Hildebrandt TB, Vanderperren K, Klopfleisch R, Romdhane RB, Lischer C, Ehrle A (2022): Dynamic three-dimensional computed tomographic imaging facilitates evaluation of the equine cervical articular process joint in motion. Equine Vet J 2022;00:1-9. published: 19 January 2022. https://doi.org/10.1111/evj.13560
Le Duc D, Velluva A, Cassatt-Johnstone M, Olsen RA, Baleka S, Lin CC, Lemke JR, Southon JR, Burdin A, Wang MS, Grunewald S, Rosendahl W, Joger U, Rutschmann S, Hildebrandt TB, Fritsch G, Estes JA, Kelso J, Dalén L, Hofreiter M, Shapiro B, Schöneberg T. (2022). Genomic basis for skin phenotype and cold adaptation in the extinct Steller's sea cow. SCI ADV 8:eabl6496.
Purkart L, Tuff JM, Kaufmann LV, Altringer C, Maier E, Schneeweiss U, Shah M, Tunckol E, Holtze S, Fritsch G, Hildebrandt TB, Brecht M. (2021). Trigeminal Ganglion and Sensory Nerves Suggest Tactile Specialization of Elephants. CURR BIOL 32, 904-910.
Wieland R, Ukawa C, Joschko M, Krolczyk A, Fritsch G, Hildebrandt TB, Schmidt, O., Filser, J. and Jimenez, J.J. (2021). Use of deep learning for structural analysis of computer tomography images of soil samples. R SOC OPEN SCI 8, 201275.
Häge J, Hansen MJ, Pacher K, Dhellemmes F, Domenici P, Steffensen JF, Breuker M, Krause S, Hildebrandt TB, Fritsch G, Bach P, Sabarros FS, Zaslansky P, Mahlow K, Schauer M, Müller J, Krause J. (2022). Lacunae rostralis: A new structure on the rostrum of sailfish Istiophorus platypterus. J Fish Biol 2022:1-9. https://doi.org/10.1111/jfb.15018
Dhellemmes F, Hansen MJ, Bouet SD, Videler JJ, Domenici P, Steffensen JF, Hildebrandt TB, Fritsch G, Bach P, Sabarros PS, Krüger A, Kurvers RHJM, Krause J. (2020). Oil gland and oil pores in billfishes: in search of a function. J EXP BIOL 223, jeb.224956. doi:10.1242/jeb.224956
Schwab JA, Young MT, Neenan JM, Walsh SA, Witmer LM, Herrera Y, Allain R, Brochu CA, Choiniere JN, Clark JM, Dollman KN, Etches S, Fritsch G, Gignac PM, Ruebenstahl A, Sachs S, Turner AH, Vignaud P, Wilberg EW, Xu X, Zanno LE, Brusatte SL. (2020). Inner ear sensory system changes as extinct crocodylomorphs transitioned from land to water. PNAS V 117, Is 19 ID: 2020-02146R
Hansen MJ, Krause S, Breuker M, Kurvers RH, Dhellemmes F, Viblanc PE, Müller J, Mahlow C, Boswell K, Marras S, Domenici P, Wilson ADM, Herbert-Read JE, Steffensen JF, Fritsch G, Hildebrandt TB, Zaslansky P, Bach P, Sabarros PS, Krause J. (2020). Linking hunting weaponry to attack strategies in sailfish and striped marlin. PROC ROYAL SOC B 287, 20192228. doi:10.1098/rspb.2019.2228
Frey R, Volodin IA, Volodina EV, Efremova KO, Menges V, Portas R, Melzheimer J, Fritsch G, Gerlach C, von Dörnberg K (2020): Savannah roars: The vocal anatomy and the impressive rutting calls of male impala (Aepyceros melampus) – highlighting the acoustic correlates of a mobile larynx. J ANAT 236, 398-424. doi:10.1111/joa.13114
Volodin IA, Nahlik A, Tari T, Frey R, Volodina EV (2019). Rutting roars in native Pannonian red deer of Southern Hungary and the evidence of acoustic divergence of male sexual vocalization between Eastern and Western European red deer (Cervus elaphus). MAMM BIOL 94, 54-65. doi:10.1016/j.mambio.2018.10.009
Frey R, Reby D, Fritsch G, Charlton BD. (2018). The remarkable vocal anatomy of the koala (Phascolarctos cinereus): insights into low-frequency sound production in a marsupial species. J ANAT 232, 575-595
Alberti F, Gonzalez J, Paijmans JLA, Basler N, Preick M, Henneberger K, Trinks A, Rabeder G, Conard NJ, Münzel SC, Joger U, Fritsch G, Hildebrandt TB, Hofreiter M, Barlow A (2018). Optimised DNA sampling of ancient bones using Computed Tomography (CT) scans, MOL ECOL RESOUR V16 Is6.
Reby D, Wyman MT, Frey R, Charlton BD, Dalmont JP, Gilbert J (2018): Vocal tract modeling in fallow deer: Are male groans nasalized? J EXP BIOL 221, jeb179416. doi:10.1242/jeb.179416
Efremova KO, Frey R, Volodin IA, Fritsch G, Soldatova NV, Volodina EV (2016): The postnatal ontogeny of the sexually dimorphic vocal apparatus in goitred gazelles (Gazella subgutturosa). J MORPHOL 277, 826-844. doi:10.1002/jmor.20538
Frey R, Volodin IA, Fritsch G, Volodina EV (2016): Potential sources of high frequency and biphonic vocalization in the dhole (Cuon alpinus). PLOS ONE 11, e0146330. doi:10.1371/journal.pone.0146330
Schwarz D, Kosch J, Fritsch G, Hildebrandt T. (2015). Dentition and tooth replacement of Dicraeosaurus hansemanni (Dinosauria, Sauropoda, Diplodocoidea) from the Tendaguru Formation of Tanzania. J VERTEBR PALEONTOL, 35(6):e1008134. DOI: https://doi.org/10.1080/02724634.2015.1008134
Zaytseva AS, Volodin IA, Mason MJ, Frey R, Fritsch G, Ilchenko OG, Volodina EV (2015). Vocal development during postnatal growth and ear morphology in a shrew that generates seismic vibrations, Diplomesodon pulchellum. BEHAV PROCESS 118, 130-141. doi:10.1016/j.beproc.2015.06.012
Witzmann F. Schwarz-Wings D, Hampe O, Fritsch G, Asbach P. (2014). Evidence of Spondyloarthropathy in the Spine of a Phytosaur (Reptilia: Archosauriformes) from the Late Triassic of Halberstadt, Germany. - PLOS ONE, 9(1): e85511. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085511
Galateanu G, Hermes R, Saragusty J, Göritz F, Potier R, Mulot B, Maillot A, Etienne P, Bernardino R, Fernandes T, Mews J, Hildebrandt TB (2014): Rhinoceros Feet Step Out of a Rule-of-Thumb: A Wildlife Imaging Pioneering Approach of Synchronized Computed Tomography-Digital Radiography. PLOS ONE 9, e100415. doi:10.1371/journal.pone.0100415
Trinogga A, Fritsch G, Hofer H, Krone O (2013): Are lead-free hunting rifle bullets as effective at killing wildlife as conventional lead bullets? A comparison based on wound size and morphology. SCI TOTAL ENVIRON 443, 226-232. doi:10.1016/j.scitotenv.2012.10.084
Charlton BD, Frey R, McKinnon AJ, Fritsch G, Fitch WT, Reby D (2013) Koalas use a novel organ to produce unusually low-pitched mating calls. CURR BIOL 23, R1035-R1036.
