Reproduktionsbiologie von Luchsen – Grundlagen für die Erhaltungszucht des Iberischen Luchses
Der ausschließlich auf der iberischen Halbinsel vorkommende Iberische Luchs (Lynx pardinus Temminck 1827), ein auf Wildkaninchen spezialisierter Jäger, wurde von der IUCN 2002 als vom Aussterben bedroht eingestuft.Zum Schutz dieser Art wurde daher ein integrierter Artenschutzplan ins Leben gerufen, welcher diverse Schutzmaßnahmen im Freiland mit einem Zuchtprogramm in Gefangenschaft verbindet.Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung sind seit 2005 Partner des Artenschutzprogrammes für den Iberischen Luchs. Durch unsere Forschung zur Reproduktionsbiologie und assistierten Fortpflanzung bei Luchsen konnten wir einen wichtigen Beitrag zum Erhalt der Pardelluchse und damit insbesondere auch zum Erhalt der lokalen biologischen Vielfalt auf der Iberischen Halbinsel leisten.
| Laufzeit: | seit 11/2005 |
| Drittmittelfinanziert: | ja |
| Beteiligte Abteilung(en): | Abt. Reproduktionsbiologie, Abt. Reproduktionsmanagement |
| Projektleitung im Leibniz-IZW: | Katarina Jewgenow, Beate Braun (alle: Abt. Reproduktionsbiologie), Frank Göritz (Abt. Reproduktionsmanagement) |
| Projektbeteiligte im Leibniz-IZW: | Michal Hryciuk (Abt. Reproduktionsbiologie) |
| Konsortialpartner: | - |
| Aktuelle Förderorganisation: | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) |
| Forschungsschwerpunkte: | |
| Verständnis von Merkmalen und evolutionären Anpassungen | |
| Verbesserung der Lebensfähigkeit von Wildtierpopulationen | |
| Entwicklung neuer Theorien, Methoden und Werkzeuge |
Unsere Erkenntnisse können aber ebenso für andere Luchsarten von Bedeutung sein. In Zentraleuropa ist der Eurasische Luchs beheimatet, in Deutschland jedoch nur in sehr kleinen, lokalen Vorkommen. Neben der Erforschung der Reproduktionsbiologie begleiten wir mit unserer Forschung auch die Rückkehr der Luchse in Mitteleuropa (Abt EvolGen, Abt EvolDyn) und untersuchen den Immunstatus der Eurasischen Luchse im Vergleich zum genetisch verarmeten Pardelluchs (Abt WildlDis).
Im Rahmen dieses Langzeitprojekts haben wir an den verschiedensten Aspekten der Biologie von Luchsen geforscht. Im Folgenden werden einige aktuelle Aspekte unserer Arbeit zur Reproduktionsbiologie dargestellt:
Wir haben nicht nur erfolgreich eine neue Methode zum Trächtigkeitsnachweis bei Katzen entwickelt und einen Test zur Untersuchung auf Glucocorticoide im Kot von Luchsen validiert, sondern auch eine einzigartige reproduktionsbiologische Besonderheit des Luchses im Vergleich zu anderen Katzenarten festgestellt.
Projektfokus: Gelbkörperfunktion bei Luchsen
Luchse weisen eine artspezifische Besonderheit in ihrem Reproduktionszyklus auf. Sie bilden nach der Ovulation Gelbkörper, die über Jahre hormonell aktiv sind. Diese physiologisch persistierenden Gelbkörper wurden von uns umfassend molekularbiologisch untersucht, um im Vergleich zu Gelbkörpern von Hauskatzen den Lebenszyklus zu verstehen und das gewonnene Wissen für eine Luteolyse als Voraussetzung für eine Ovulationsinduktion einzusetzen.
Wir haben unter anderem die Expressionsmuster von Hormon-synthetisierenden Enzymen und Hormonrezeptoren bei persistierenden Gelbkörpern mit verschiedenen Stadien des Lebenszyklus von Gelbkörpern der Hauskatzen verglichen, und so Faktoren identifiziert, welche für die Persistenz der Gelbkörper verantwortlich sind (DFG-Projekt).
Weiterführende Untersuchungen zu der funktionellen Rolle dieser luteotropen Faktoren können nur an Gelbkörperzellen in Kultur erfolgen, da der Zugang zu Wildtieren begrenzt ist. Diese lutealen Zellkulturen wurden jetzt von uns etabliert und umfassend charakterisiert.
Projektfokus: Trächtigkeitsdiagnose
Der Goldstandard für die Schwangerschaftsdiagnose ist die Bestätigung durch Ultraschall. Jedoch ist dies bei den meisten Zoo- und Wildtierarten ohne physische oder pharmakologische Immobilisation nicht möglich. Eine alternative Möglichkeit, eine Schwangerschaft zu bestätigen, ist das nicht-invasive Hormon-Monitoring. Dies ist bei einigen Arten relativ einfach (z. B. Nachweis von Progesteron-Metaboliten im Kot oder Urin bei Elefanten), gestaltet sich jedoch bei anderen Arten äußerst schwierig. Das betrifft insbesondere Spezies, die eine verzögerte Implantation oder eine Scheinträchtigkeit aufweisen, wie unter anderem Hunde-, Katzen- und Bärenarten. Bei Luchsen haben wir einen Immuntest basierend auf dem Prostaglandin F2alpha (PGFM) entwickelt und diesen erfolgreich im Zuchtprogramm eingesetzt.
Braun BC, Jewgenow K (2022): Role of sex steroids and prostaglandins during the luteal life cycle in domestic cats and lynxes. DOMEST ANIM ENDOCRINOL 78,106689. doi: 10.1016/j.domaniend.2021.106689.
Hryciuk MM, Jewgenow K, Braun BC (2021): Cloprostenol, a synthetic analog of prostaglandin F2α induces functional regression in cultured luteal cells of felids. BIOL REPROD 105(1), 137-147. doi: 10.1093/biolre/ioab070
Hryciuk MM, Jewgenow K, Braun BC (2021): Luteinizing Hormone Effect on Luteal Cells Is Dependent on the Corpus Luteum Stage in Felids. ANIMALS (BASEL) 11, 179. doi: 10.3390/ani11010179.
Jewgenow K, Braun BC, Dehnhard M, Zahmel J, Goeritz F (2017): Research on reproduction is essential for captive breeding of endangered carnivore species. REPROD DOM ANIM 52, Suppl. 2, 18-23. doi:10.1111/rda.12836.
Pribbenow S, Jewgenow K, Serra R, Naidenko S, Vargas A, Dehnhard M (2014): Validation of an enzyme immunoassay for the measurement of faecal glucocorticoid metabolites in Iberian lynx (Lynx pardinus). GEN COMP ENDOCRINOL 206, 166-177. doi:10.1016/j.ygcen.2014.07.015.
Painer J, Goeritz F, Dehnhard M, Hildebrandt TB, Naidenko SV, Sánchez I, Quevedo Muñoz MA, Jewgenow K (2014): Hormone-induced luteolysis on physiologically persisting Corpora lutea in Eurasian and Iberian Lynx (Lynx lynx and L. pardinus). THERIOGENOLOGY 82, 557-562. doi:10.1016/j.theriogenology.2014.05.004.
Mueller K, Koster S, Painer J, Söderberg A, Gavier-Widèn D, Dehnhard M, Jewgenow K (2014): Testosterone production and spermatogenesis in free-ranging Eurasian lynx (Lynx lynx) throughout the year. EUR J WILD RES 60, 569-577. doi:10.1007/s10344-014-0821-4.
Painer J, Jewgenow K, Dehnhard M, Arnemo JM, Linnell JDC, Odden J, Hildebrandt TB, Goeritz F (2014): Physiologically persistent corpora lutea in Eurasian Lynx (Lynx lynx) - Longitudinal Ultrasound and Endocrine Examinations intra-vitam. PLOS ONE 9, e90469. doi:10.1371/journal.pone.0090469.
Projektfokus: Gelbkörperfunktion bei Luchsen
Braun BC, Halaski N, Painer J, Krause E, Jewgenow K (2020): The antioxidative enzyme SOD2 is important for physiological persistence of corpora lutea in lynxes. SCI REP 10(1), 3681. doi: 10.1038/s41598-020-60634-x
Hryciuk MM, Braun BC, Bailey LD, Jewgenow K (2019): Functional and morphological characterization of small and large steroidogenic luteal cells from domestic cats before and during culture. FRONT ENDOCRINOL 10, 724, e471885. doi:10.3389/fendo.2019.00724.
Amelkina O, Zschockelt L, Painer J, Serra R, Villaespesa F, Jewgenow K, Braun BC (2017): Progesterone, estrogen and androgen receptors in the corpus luteum of the domestic cat, Iberian lynx (Lynx pardinus) and Eurasian lynx (Lynx lynx). THERIOGENOLOGY 86, 2107-2118. doi:10.1016/j.theriogenology.2016.06.026.
Zschockelt L, Amelkina O, Siemieniuch M, Kowalewski M, Dehnhard M, Jewgenow K, Braun BC (2016): Contribution of luteal prostaglandin synthesis and reception to lifespan of feline corpora lutea. REPRODUCTION 152, 111-126. doi:10.1530/REP-16-0180.
Amelkina O, Zschockelt L, Painer J, Serra R, Villaespesa F, Braun BC, Jewgenow K (2015): Apoptosis-related factors in the luteal phase of the domestic cat and their involvement in the persistence of corpora lutea in lynxes. PLOS ONE 10, e0143414. doi:10.1371/journal.pone.0143414.
Zschockelt L, Amelkina O, Koster S, Painer J, Okuyama MW, Serra R, Vargas A, Jewgenow K, Braun BC (2015): Comparative analysis of intraluteal steroidogenic enzymes emphasises the functionality of fresh and persistent corpora lutea during pro- and metoestrus in the lynx. J STEROID BIOCHEM MOL BIOL 154, 75 - 84. doi:10.1016/j.jsbmb.2015.07.001.
Amelkina O, Braun BC, Dehnhard M, Jewgenow K (2014): Corpus luteum during pregnancy and pseudopregnancy in domestic cat: histological classification of stages and intraluteal hormone profile. THERIOGENOLOGY 83, 711 - 720. doi:10.1016/j.theriogenology.2014.11.008.
Zschockelt L, Amelkina O, Siemieniuch MJ, Jewgenow K, Braun BC (2014): Corpora lutea of pregnant and pseudopregnant domestic cats reveal equal steroidogenic capacities during the luteal life span. J STEROID BIOCHEM MOL BIOL 144, 373 - 381. doi:10.1016/j.jsbmb.2014.08.010.
Projektfokus: Trächtigkeitsdiagnose
Dehnhard M, Naidenko SV, Jewgenow K (2017): Metabolism of Prostaglandin F2alpha in Eurasian lynx (Lynx lynx) and Asian leopard cat (Prionailurus bengalensis euptilura). REPROD DOM ANIM 52, Suppl. 2, 45-51. doi:10.1111/rda.12894.
Umapathy G, Jewgenow K, Dehnhard M (2015): Non-invasive pregnancy diagnosis in big cats using the PGFM (13,14-dihydro-15-keto-PGF2α) assay. PLOS ONE 10, e0143958. doi:10.1371/journal.pone.0143958.
Dehnhard M, Naidenko SV, Jewgenow K (2014): Comparative metabolism of PGFM (13,14-dihydro-15-keto-PGF2alpha) in feces of felids. THERIOGENOLOGY 81, 733-743. doi:10.1016/j.theriogenology.2013.12.007.