Ein Fall für (s) VETMED - Immer mit der Ruhe: Stressforschung bei Wildtieren

Übersiedlungsprojekt: Mit einem Streifen Stoff werden die sensiblen Augen des Nashorns geschützt. Außerdem beruhigen sich die Tiere schneller, wenn sie die Menschen um sich nicht mehr sehen können. Foto © Nikolaus Huber/Vetmeduni Vienna

Übersiedlungsprojekt: Mit einem Streifen Stoff werden die sensiblen Augen des Nashorns geschützt. Außerdem beruhigen sich die Tiere schneller, wenn sie die Menschen um sich nicht mehr sehen können. 1

Vorbereitung: Im Kruger-Nationalpark setzt Nikolaus Huber gemeinsam mit Friederike Pohlin einem zirka sechs Jahre alten Nashornbullen einen Dauerkatheter für die Blutentnahmen während des Transports. Danach wird die Narkose des Tieres zum Teil reversiert, sodass eine Sedierung bleibt und das Tier selbstständig, allerdings mit Hilfe des Teams, in den Transportcontainer gehen kann. Foto © Elisabeth Raich

Vorbereitung: Im Kruger-Nationalpark setzt Nikolaus Huber gemeinsam mit Friederike Pohlin einem zirka sechs Jahre alten Nashornbullen einen Dauerkatheter für die Blutentnahmen während des Transports. 2

Wildtiermanagement: Um die Tiere vor Wilderei zu bewahren, wurden 23 Südliche Breitmaulnashörner, auch White Rhinoceros genannt, im südafrikanischen Kruger-Nationalpark mit Hilfe von Transportboxen und Lastwagen umgesiedelt. Foto © Nikolaus Huber/Vetmeduni Vienna

Wildtiermanagement: Um die Tiere vor Wilderei zu bewahren, wurden 23 Südliche Breitmaulnashörner, auch White Rhinoceros genannt, im südafrikanischen Kruger-Nationalpark mit Hilfe von Transportboxen und Lastwagen umgesiedelt. 3

Mobiles Labor: Die Methode der LCCMessung zur Bestimmung der Stressantwort sowie die Auswertung von Blutbild und Blutchemie kann in einem Feldlabor vorgenommen werden. Foto © Daniel Rosengren

Mobiles Labor: Die Methode der LCCMessung zur Bestimmung der Stressantwort sowie die Auswertung von Blutbild und Blutchemie kann in einem Feldlabor vorgenommen werden. 4

Foto © Elisabeth Hansen

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Schnelle Ergebnisse: Nur eine geringe Blutprobe ist bei der LCCMessung notwendig, um sofort Ergebnisse zum Zustand von Wildtieren auswerten zu können. Foto © Elisabeth Hansen

Schnelle Ergebnisse: Nur eine geringe Blutprobe ist bei der LCCMessung notwendig, um sofort Ergebnisse zum Zustand von Wildtieren auswerten zu können. 6

Wiederansiedlungsprojekt: Kulane im Altyn-Emel- Nationalpark warten im Fang-Gehege auf ihren Transport in die zentralasiatische Steppe Kasachstans – die Pioniere für eine neue Population. Foto © John Linnell

Wiederansiedlungsprojekt: Kulane im Altyn-Emel- Nationalpark warten im Fang-Gehege auf ihren Transport in die zentralasiatische Steppe Kasachstans – die Pioniere für eine neue Population. 7

Aus VETMED 01/2019 - Braunbären und Rehwild in Skandinavien, Wildesel in Kasachstan oder Nashörner und Flughunde in Afrika – für WildtiermedizinerInnen und -forscherInnen sind Spezies und Einsatzgebiete oft vielfältig. Nikolaus Huber beschäftigt sich mit STRESSFORSCHUNG BEIM MANAGEMENT VON WILDTIEREN und hat das VETMED in seine (Forschungs-)Praxis mitgenommen.

Während links und rechts die Steppe am Transporter vorbeirauscht, bereitet Nikolaus Huber vorsichtig eine neue Probe für das portable Messgerät auf dem kleinen Campingtisch vor. Auf der staubigen Straße in der rotbraunen Landschaft des Kruger-Nationalparks in Südafrika holpert das Fahrzeug über die nächste Unebenheit. In den Trucks hinter ihm warten vier Südliche Breitmaulnashörner darauf, in ihrer neuen Heimat anzukommen. Über Kameras und Monitore beobachten die Forschenden jede Regung der Tiere. Zwischendurch nehmen sie Messungen zu den Vital- und Blutparametern vor, um sicherzugehen, dass es den Nashörnern während des Transports gut geht. Geleitet wird das Projekt von Friederike Pohlin, einer Alumna der Vetmeduni Vienna, im Rahmen ihres PhD-Projekts an der University of Pretoria.

Zwei Jahre Planungsphase, unzählige Genehmigungen und eine ausgeklügelte Infrastruktur mit drei Lastwagen, einem Helikopter und einem mobilen Labor sind dem heutigen Tag vorangegangen. 21 internationale Forschende, TiermedizinerInnen und HelferInnen verschiedener Institutionen sind unter Organisation der University of Pretoria und der South African National Parks für vier Wochen im Dauereinsatz, um ingesamt 23 Nashörner aus einer für die Tiere lebensgefährlichen Wildereizone in ein anderes Areal des Nationalparks zu bringen. Einer von ihnen ist Nikolaus Huber vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI) der Vetmeduni Vienna, der als Kollaborator eine wichtige Rolle in der Stressevaluierung der Tiere spielt. Der Tiermediziner der Abteilung für Conservation Medicine befasst sich vorwiegend mit dem Schutz von Wildtierpopulationen und deren Lebensraum sowie dem Zusammenspiel zwischen Mensch, Tier und Umwelt.

Gemeinsam mit Forschenden und TiermedizinerInnen der Vetmeduni Vienna sowie internationalen Forschungseinrichtungen geht Huber in unterschiedlichsten Forschungsprojekten unter anderem dem Thema „Stress“ auf den Grund. „In den letzten Jahren habe ich mich hauptsächlich mit Stressphysiologie und der Wechselwirkung zwischen dem Hormon- und dem Immunsystem bei verschiedenen Wildtierarten beschäftigt“, erzählt der Tiermediziner. Dabei arbeitete er bereits mit Braunbären, Rehwild und Seeadlern in Skandinavien, Wildeseln in der Mongolei und in Kasachstan, Nashörnern in Südafrika, Hammerkopf-Flughunden in der Republik Kongo sowie diversen heimischen Singvogelarten und Gartenschläfern im Winterschlaf.

Wildtierschutz und -management

Die Umsiedlung der Nashörner im Kruger- Nationalpark ist eine wichtige Maßnahme im Bereich Naturschutz und Wildtiermanagement. „Fang, Transport und Überwachung der Vitalparameter werden bei solchen Maßnahmen nach besten wissenschaftlichen Standards durchgeführt“, so Huber. „Allerdings bedarf es einer ständigen Evaluierung der angewandten Methoden zum Wohle der Tiere“, erklärt der Wildtiermediziner die Notwendigkeit dieses Aspekts der Forschung. Wie aufwendig die Umsetzung und die tiermedizinische Versorgung dabei sind, hängt jeweils von der Spezies und den Rahmenbedingungen ab. Nashörner stellen mit einem Gewicht von etwa zwei Tonnen und einer Kopf- Rumpf-Länge von mehr als drei Metern für die WildtiermedizinerInnen und Forschenden eine Herausforderung dar. Für das Handling müssen die Tiere narkotisiert und für den Transport in regelmäßigen Abständen sediert werden.

Im Umgang mit Wildtieren spielt das Thema Stress, in all seinen Facetten, eine große Rolle. Denn diesen gilt es im Sinne der Tiere möglichst zu minimieren oder noch besser zu vermeiden. Doch was bedeutet Stress und was steckt dahinter? „Jeder hat eine spontane Vorstellung, wenn er oder sie das Wort ‚Stress‘ hört“, sagt Huber. „Trotz über 50 Jahren Forschung ist es allerdings immer noch unheimlich schwierig ebendiesen zufriedenstellend zu definieren, geschweige denn zu messen. Auch die Fangmethoden, um Wildtiere zu untersuchen, tiermedizinisch zu behandeln oder – wie in diesem Fall – in ein anderes Areal zu transportieren, wurden bisher wenig in Bezug auf ihre Auswirkungen für die Tiere evaluiert.“

Botenstoffe der Stressantwort

In seiner Forschung untersucht der Wildtiermediziner Funktionen des sogenannten angeborenen Immunsystems und wie sich diese bei einer Stressreaktion verändern. „Dies ermöglicht es uns, Stress besser quantitativ darzustellen und gleichzeitig die Auswirkung auf einen wichtigen Teildes Immunsystems zu messen“, so Huber. Eine Möglichkeit der Stressmessung ist die Bestimmung der sogenannten Leukocyte Coping Capacity (LCC), einer Methode, die aus der humanen Sportmedizin bzw. Psychologie stammt. Diese misst die Fähigkeit von weißen Blutkörperchen, während des sogenannten oxidativen Burst, Sauerstoffradikale zu produzieren. Diese Immunreaktion stellt bei Wirbeltieren die erste aktive Verteidigung gegen eindringende Krankheitserreger dar. Für die Messung ist lediglich die Abnahme einer geringen Menge Blut nötig. Unmittelbar im Anschluss und direkt im Feld können mit dieser Methode die Ergebnisse der LCC gemessen werden, ein portables Messgerät macht dies möglich. „Ein weiterer Vorteil der Bestimmung der LCC ist, dass diese Methode bei vielen unterschiedlichen Tierarten anwendbar ist“, fügt Huber hinzu. „Allerdings muss die Methode als eines von vielen Puzzlestücken des Phänomens Stress verstanden werden. Denn es handelt sich bei Stress um ein multivariates System, das viele Prozesse, wie zum Beispiel das Hormonsystem, das Immunsystem und annähernd alle Organe im Körper involviert. Daher bedarf es immer der Messung mehrerer verschiedener Stressparameter, um sich einen realistischen Überblick zu verschaffen.“

Weniger Stress - kleinerer Eingriff?

Ein wichtiger Aspekt für die Stressforschung während der Nashornumsiedlung waren die standardisierten Bedingungen bei den insgesamt sechs Transporten, die eine direkte Gegenüberstellung der Ergebnisse ermöglichen. Zwei unterschiedliche Anästhesieprotokolle, sprich eine unterschiedliche Kombination der Narkotika bzw. Sedativa zur Immobilisation und zum Transport, wurden eingesetzt und im Anschluss miteinander verglichen, um zu erforschen, welches der beiden Protokolle die Stressantwort respektive deren Auswirkung bei den Nashörnern besser reduziert. „Ziel des Forschungsprojekts ist es, insgesamt die potenziellen negativen Aspekte dieser Wildtiermanagement-Maßnahme zu vermindern“, erklärt Friederike Pohlin ihren Studienaufbau. „Die Transportzeit ist ein weiterer wichtiger Faktor, denn auch hier ist das Gesamtbild wichtig. Die Nashörner beruhigen sich zwar während des Transports sehr gut und werden laufend überwacht und versorgt, wir konnten aber anhand der Stress- und Blutparameter feststellen, dass es ab einem gewissen Zeitpunkt wieder in die umgekehrte Richtung geht und für die Tiere beanspruchender wird.“ Zu mehreren Zeitpunkten während des Transports sowie vorab und direkt vor der Freilassung maß Huber die LCC der Nashörner. Die Studienergebnisse wird er gemeinsam mit anderen Forschenden in den nächsten Monaten in einem wissenschaftlichen Artikel publizieren.

Wildesel in der Mongolei und Kasachstan

Auch bei anderen Schutz- und Um- bzw. Wiederansiedlungsmaßnahmen wurde die LCC-Methode zur Messung von Stressparametern eingesetzt. So etwa im Herbst 2018 bei einem Projekt von Petra Kaczensky und Christian Walzer, beide Forschende der Vetmeduni Vienna, zu asiatischen Wildeseln (Kulanen) in der mongolischen Gobi. Dort wurden insgesamt 30 Kulane mit GPS- und Video-Sendern zur Einschätzung des Einflusses von Mieneninfrastruktur und Störung durch Menschen auf die lokale Wildesel-Population versehen. Neben der Entnahme von Blut- und DNA-Proben zur Feststellung von Verwandtschaftsgraden, Nasenabstrichen zur bakteriologischen Untersuchung und Haarproben zur Dokumentation in einer „Biobank“ durch das Forschungsteam nahm Nikolaus Huber bei jedem zweiten Wildesel eine LCC-Messung vor. Diese ermöglichte direkt vor Ort Rückschlüsse auf den physiologischen Zustand der Tiere und ihre jeweilige Reaktion auf und mit dem Fangstress. „Generell konnten wir dabei feststellen, dass die Wildesel sich ausgesprochen schnell, das heißt innerhalb von 20 Minuten, erholten“, fasst Huber die Erkenntnisse zusammen — ein neuer Aspekt im Zusammenhang mit der Evaluierung der Fangmethoden von Wildeseln.

Wie wichtig die Messung von individuellen Stressparametern bei den Tieren ist, zeigten die Ergebnisse einer vom norwegischen Institut für Naturforschung (NINA) koordinierten Umsiedlung von Kulanen aus dem Jahr 2017. „Diese erste Übersiedlung von neun Tieren war ein Pilotprojekt zur Erprobung der Methodik und Logistik von Fang, Handhabung, Transport und Freilassung“, so Petra Kaczensky, die als Forscherin von NINA und dem Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Vienna das Projekt leitet. Im Rahmen der Umsiedlung wurden die Kulane 1.200 Kilometer mit dem Hubschrauber vom Altyn- Emel-Nationalpark im Südosten von Kasachstan ins Altyn-Dala-Schutzgebiet im Zentrum des Landes transportiert. Zwei der vorab ausgewählten Wildesel wurden jedoch noch vor der Umsiedlung wieder freigelassen, da sie weniger gut als ihre Artgenossen auf das Handling und die Transportboxen reagierten. „Gerade wenn eine Auswahl aus mehreren Tieren zur Verfügung steht, hat die LCC-Methode das Potenzial, zu bestimmen, welche der Tiere den Transport in punkto Stress besser verkraften“, erklärt Huber. „Ergebnisse wie diese zeigen, dass die Handhabung und Transporte bei Wildtieren nach wie vor verbessert werden können und wie wichtig der Kontext wie zum Beispiel die individuelle Konstitution und der Gesundheitszustand der Tiere, das Geschlecht oder die Jahreszeiten bei der Stressantwort sind. In weiterer Folge können durch solche Studien das Wohlbefinden der Tiere verbessert und potenzielle negative Effekte durch die in der Wildtierforschung notwendigen Methoden vermindert oder sogar vermieden werden.“

Stress als lebensnotwendige Reaktion des Körpers

Im Kruger-Nationalpark in Südafrika ist bereits die Dunkelheit eingebrochen. Nach insgesamt acht Stunden Fahrt sind die vier Südlichen Breitmaulnashörner
in ihrer neuen Heimat angekommen. Ein letztes Mal misst Huber den LCC-Wert, danach entfernt er den Dauerkatheter, den Temperaturlogger und den Gurt für die Herzfrequenz. Im Schutz der Nacht werden die Tiere in ihr neues, sicheres Areal des Nationalparks entlassen.

Für Huber geht die nächste Forschungsreise nach Norwegen. Dort untersuchen Forschende bei jungen Seeadlern den Einfluss von persistenten Umweltschadstoffen auf die Tiere und deren Fähigkeit, sich daran anzupassen. Auch hier stehen die Stressforschung und die Reaktion des Immunsystems im Zentrum von Hubers Forschungsfragen.

Leukocyte Coping Capacity (LCC)

ZUSAMMENSPIEL
Basiert auf dem Zusammenspiel zwischen Hormon- und angeborenem Immunsystem

GESAMTBILD
Wird durch mehrere und nicht nur durch einen Botenstoff während der Stressantwort beeinflusst und spiegelt daher das Gesamtbild besser wieder

UNMITTELBARKEIT
Wird direkt im Feld gemessen, Proben müssen nicht transportiert oder eingeschickt werden

SCHONUNG
Reaktivität der weißen Blutkörperchen wird nicht bzw. möglichst wenig verändert

GESAMTHEITLICHKEIT
Physiologischer sowie psychologischer Stress werden gut dargestellt

WISSENSTRANSFER
Wissen aus der Human- und Sportmedizin kann verwendet werden

Botenstoffe, die die Stressantwort orchestrieren, gehen größtenteils über das Blut, um den Körper auf potenzielle Schäden in einer Gefahrensituation vorzubereiten. Bereits ein Tropfen Blut reicht bei der LCC-Methode aus, um den Wert zuverlässig zu bestimmen.

Parameter, die die Stressantwort bei Wildtieren beeinflussen:

Dauer und Intensität
des Stressors, zum Beispiel die Zeit während des Fanprozesses

Gesundheits- und Ernährungszustand

Sozialstatus
zum Beispiel Einzelgänger im Vergleich mit Familiengruppen

Physiologischer Zustand
zum Beispiel Vögel während des Zugs im Vergleich mit Vögeln während der Brutzeit

Geschlecht
tierspezifisch

Jahreszeit
zum Beispiel Winter im Vergleich mit Sommer

am )

Kategorie: Magazin, Service, Forschung