Pandazucht - Brückenschlag zwischen Reproduktionsbiologie und innovativen Techniken der assistierten Reproduktion

Wir gehen den Geheimnissen der Reproduktionsbiologie von Großen Pandas - insbesondere der Regulierung der Diapause - auf den Grund. Dabei setzen wir assistierte Reproduktionstechniken (ART) und anschließende In-vitro-Modellierung ein. Das erworbene Wissen soll dazu dienen, den Embryotransfer bei pseudoträchtigen Weibchen zu entwickeln.

Der Erfolg des Erhaltungszuchtprogramms für Große Pandas (Ailuropoda melanoleuca) ist in den letzten Jahrzehnten dank künstlicher Befruchtung, hormonellem Monitoring und verbessertem Reproduktionsmanagement deutlich gestiegen. Weltweit lebten 2025 rund 800 Große Pandas in menschlicher Obhut. Dennoch reproduzieren sich nicht alle Tiere erfolgreich, sodass genetisch wertvolle Individuen in der Population unterrepräsentiert bleiben können. Gleichzeitig sind zentrale Aspekte der Fortpflanzungsbiologie, insbesondere Diapause und Pseudoträchtigkeit, noch unzureichend verstanden.

Pandas verfügen über eine zeitweilige Unterbrechung der Embryonalentwicklung, auch als Keimruhe oder embryonale Diapause bezeichnet. Diese ist beim Panda zeitlich flexibel und von Umweltfaktoren abhängig; im Gegensatz hierzu ist die Diapause des heimischen Rehs (Capreolus capreolus) zeitlich determiniert. Die In-vitro-Untersuchung der Diapause kann fundamentale, für die Hemmung und Reaktivierung der Embryonalentwicklung verantwortliche Mechanismen aufklären.

Die Arbeiten werden in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Reproduktionsbiologie, der Universität Gent sowie der Chengdu Research Base of Giant Panda Breeding durchgeführt und stützen sich auf die Betreuung des Panda-Zuchtprogramms im Zoo Berlin und weiteren Zoos. Hierzu werden hochauflösende Ultraschallverfahren, moderne endokrinologische Methoden und neu entwickelten Techniken der assistierten Reproduktion (ART) kombiniert, um Zyklus, Embryonalentwicklung und Trächtigkeit besser zu verstehen.

Ziele assistierter Reproduktion und endokrinologisches Monitoring

• Erweiterung des Wissens über die Panda-Reproduktionsbiologie durch verbesserte Endokrinologie und Diagnostik,
• Verknüpfung endokriner Profile und ultrasonographisch ermittelter Embryoentwicklungsstadien,
• Entwicklung diagnostischer Instrumente für die Geburtenüberwachung vor Ort,
• Unterstützung des Panda-Zuchtprogramms durch hormonelles Monitoring, AI- und Ultraschalltraining sowie Trächtigkeitsdiagnostik
• Entwicklung von Strategien zur Diagnose und Behandlung von Fertilitätsstörungen

Ziele Diapausenforschung

• Entwicklung innovativer Technologien der assistierten Reproduktion (ART) zur minimal-invasiven Gewinnung von Eizellen
• Etablieren von Methoden für die in-vitro-Generierung von Embryonen aus diesen Eizellen,
• Induktion der Diapause in vitro und Identifizieren der beteiligten Faktoren (maternal und fötal)
• Etablieren von Embryotransfertechniken
• Prüfung, ob Gelbkörperdormanz und Pseudoträchtigkeit für das Management genetischer Vielfalt nutzbar sind,
• Etablierung des Rehs als Modelltierart zur Diapauseforschung mit internationalen Partnern sowie in der Feldstation des Leibniz-IZW

Erreichte Projektziele und Ausblick

Sieben Pandas wurden nach erfolgreichen künstlicher Besamungen mit direkter Beteiligung des IZW-Teams geboren: Dazu zählen die zwei Geburten von Panda-Zwillingen im Zoo Berlin 2019 und 2024 sowie ein männliches Jungtier im Taman Safari Indonesien 2025. Die Zyklen und Trächtigkeiten wurden jeweils durch hormonelle Verlaufskontrollen (PGFM) 24 Tage vor der Geburt vorhergesagt und eine Woche vor Geburt durch Ultraschall verfolgt.

Auf Grundlage der im Januar 2019 in Chengdu minimal-invasiv gewonnenen Eizellen wurde erstmals ein in-vitro-Modell für die Panda-Diapause entwickelt. Zukünftigus sollen aus Eizellen Embryonen und embryonale Stammzellen erzeugt werden. Langfristig soll das Projekt ermöglichen, Embryonen in einem geeigneten Zyklusstadium in pseudoträchtige Weibchen zu transferieren. So könnten künftig auch genetisch weniger wertvolle oder überrepräsentierte Weibchen zur Austragung genetisch wertvoller Nachkommen genutzt werden.

Prof. Hildebrandt ist Mitglied im Academic Committee der Chengdu Research Base of Giant Panda Breeding und wurde 2019 als „Giant Panda Personality of the Year“ ausgezeichnet.

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