Die untere kritische Temperatur der Thermoneutralzone bei Afrikanischen Elefanten (Loxodonta africana).

Diplomarbeit (Mag.rer.nat.)

46 Seiten, 11 bbildungen, 26 Tabellen

Universität Wien, Forschungsinstitut für Wildtierökologie (Betreuung: A.Univ.Prof. Dr.rer.nat. T. Ruf) und
Tiergarten Schönbrunn (Betreuung: Dr. H. Schwammer) sowie Zoo Wuppertal

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Zusammenfassung:

Die Thermoregulation von Elefanten ist ein weit umfassendes Gebiet, das viele Anpassungen und Anforderungen an das thermoregulatorische System der Elefanten stellt. Vor allem Afrikanische Elefanten (Loxodonta africana) leben in den unterschiedlichsten Klimaten und haben eine sehr große geografische Verbreitung. Sie müssen Temperaturen von 50°C bis Temperaturen unter den Gefrierpunkt tolerieren.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die Ohren eine wichtige Rolle bei der Thermoregulation zur Wärmeabgabe haben, sie fungieren als thermische Fenster. Ein weiterer Mechanismus der von den Elefanten zur Wärmeregulation genutzt wird, ist die so genannte adaptive Heterothermie. Hierbei können hohe Tagestemperaturen ertragen werden, indem die überschüssige Wärme nicht abgegeben wird, sondern gespeichert wird. In den kühleren Nachtstunden wird die Körpertemperatur wieder deutlich gesenkt. Elefanten sind aber nicht nur der Hitze ausgesetzt, sondern auch kalten Temperaturen, sowohl in freier Natur als auch in menschlicher Obhut. Gerade bei Zirkuselefanten sind Teilerfrierungen der empfindlichen Ohren keine Seltenheit.
Während es schon einige Studien speziell zur Thermoregulation in kalter Umgebung gibt, ist die Thermoneutralzone der Afrikanischen Elefanten noch relativ unerforscht. Hier unterscheidet man zwischen zwei Regulationen, die physikalische und chemische. Wenn es innerhalb der Thermoneutralzone zu einer Abkühlung der Körpertemperatur kommt, zeigen die Tiere zunehmend periphere Vasokonstriktion. Das heißt, dass die Hauttemperatur in der TNZ mit der Umgebungstemperatur sinken sollte. Irgendwann ist die Vasokonstriktion aber maximal, dann ist die untere kritische Temperatur der TNZ erreicht. Ab dann bleibt die Haut-temperatur nahezu konstant (oder sinkt nur noch geringfügig), da der Körperkern weiter Wärme produziert, die irgendwann auch die Haut erreicht.

Die Intention dieser Studie war es, mit Hilfe einer Infrarotkamera, zu erforschen, wo sich die untere kritische Temperatur der Thermoneutralzone vom Torso befindet und im Vergleich dazu wurde die Temperatur der Ohren gemessen.

Die thermografischen Untersuchungen wurden von Jänner 2011 bis März 2011 mit zwei Elefantengruppen durchgeführt. Die erste Elefantengruppe lebt im Tiergarten Schönbrunn (TGS) in Wien und die zweite Gruppe im Zoo Wuppertal, Deutschland. Im TGS wurden drei adulte und drei juvenile Afrikanische Elefanten (Loxodonta africana) untersucht. Weitere sieben Afrikanische Elefanten wurden im Zoo Wuppertal (ZW) thermografiert. Im ZW leben vier adulte Tiere, davon drei weibliche Elefanten und ein Elefantenbulle, und drei juvenile Tiere. Die Elefanten wurden sowohl im Innengehege als auch im Außengehege mit einer Infrarotkamera thermografische erfasst und anschließend wurden Thermoprofile der einzelnen Individuen erstellt. Zur Bestimmung der unteren kritischen Temperatur (Tlc) der Thermoneutralzone bei der der „Knick“ stattfindet, wird der Davies Test verwendet.

Der Davies Test gibt uns einen Schätzwert für die untere kritische Temperatur (Tlc). Bei den Ohren besteht die Vermutung, dass der Steigungsparameter bei kühlerer Umgebungstemperatur flacher als bei höherer Umgebungstemperatur ausfällt. Als Schätzer für die kritische Umgebungstemperatur liefert der Davies-Test den Wert von 8.8°C. Bei Temperaturen zwischen 9,0°C bis 19,5°C sinkt die Torsotemperatur um durchschnittlich 0,6°C bei Abfall der Umgebungstemperatur um 1,0°C. Während bei einer Umgebungstemperatur von -3,0°C bis 8,5°C die Torsotempera-tur lediglich um 0,1°C (bei Abfall der Umgebungstemperatur um 1,0°C) sinkt. Hier wird deutlich, dass der Torso einen wärmenden Kern besitzt und die Temperatur nur noch in geringem Maße fällt.
Bei den Ohren sollte es keine kritische untere Temperatur geben, da die Ohren Extremitäten sind und deshalb keinen wärmenden Kern besitzen. Der Davies-Test lieferte einen Schätzer für die untere kritische Temperatur, der bei 13,3°C liegt. Dies hängt damit zusammen, dass für die Auswertung sowohl die Daten im Außenbereich als auch im Innenbereich mit in die Statistik aufgenommen worden sind. Die Ohrentemperaturen im Innenbereich sind deutlich höher, als die im Außenbereich. Bei einer Umgebungstemperatur von 13,5°C bis 19,5°C sinkt die Ohrentemperatur durch-schnittlich um 1,4°C bei Abfall der Umgebungstemperatur um 1,0°C. Während es bei einer Umgebungstemperatur von -3,0°C bis 13,0°C zu einer durchschnittlichen Senkung der Ohrentemperatur von 0,3°C (bei Abfall der Umgebungstemperatur um 1,0°C) kommt.

Im Vergleich zum Torso zeigen die Ergebnisse der Ohren einen größeren Temperaturabfall. Hier wird deutlich, dass die Extremitäten weniger gut durchblutet werden, damit der Wärme-verlust verringert werden kann.
In der Studie konnte somit gezeigt werden, dass die untere kritische Temperatur der Elefanten bei durchschnittlich 9,0°C liegt und sich dann bei der Temperatur des Torsos nur noch wenig ändert.
Die Thermoneutralzone der Afrikanischen Elefanten ist ein weitgehend unerforschtes Gebiet. Das Wissen über die Grenzen der Thermoneutralzone kann somit ganz neue Aspekte für eine tiergerechte und artgerechte Haltung liefern.

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