Soziale Organisation und Paarungssystem der Fossa (Cryptoprocta ferox).

Social organisation and mating system of the fossa (Cryptoprocta ferox).

Dissertation

102 Seite

Ganze Arbeit

Georg-August-Universität Göttingen
Leitung: Prof. Dr. Peter M. Kappeler
Zoo Duisburg

Zusammenfassung:

Die Diversität der Sozialsysteme lässt sich auf die Interaktion von geschlechtsspezifischen Fortpflanzungsstrategien und sozialer Organisation zurückführen, welche ihrerseits durch ökologische Faktoren bestimmt sind. Innerhalb der Säugetiere haben die Raubtiere (Ordnung Carnivora) eine Vielzahl an verschiedenen Sozialsystemen entwickelt. Arten dieser Ordnung sind deshalb besonders geeignet, die Determinanten von Sozialsystemen zu untersuchen. Große Streifgebiete, geringe Populationsdichte und eine vorherrschend solitäre Lebensart haben jedoch bisher direkte detaillierte Untersuchungen erschwert. In der vorliegenden Arbeit habe ich deshalb das Sozialsystem einer solitären Raubtierart, der Fossa (Cryptoprocta ferox), untersucht, welche in der Isolation Madagaskars ein unter Säugetieren einzigartiges Paarungssystem sowie eine seltene Form sozialer Organisation entwickelt hat. Fossas gehören zur endemischen Familie der Madagaskar‐ Mangusten (Eupleridae) und werden 6‐11 kg schwer. Ihr Paarungssystem zeichnet sich durch auffällig gesteigerte weibliche Promiskuität aus, welche auf traditionellen Paarungsbäumen zu beobachten ist. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, die diesem System zugrundeliegenden Fortpflanzungsstrategien zu verstehen. Dazu habe ich mich auf die mögliche Motivation weiblicher Polyandrie, Muster prä‐kopulatorischer Weibchenwahl sowie die Mechanismen von Konkurrenz unter Männchen fokussiert. Bezüglich der sozialen Organisation der Fossa war es ein weiteres Ziel dieser Arbeit, Muster, Determinanten und Konsequenzen von anekdotisch beschriebenen Männchen‐Assoziationen empirisch zu untersuchen und damit Rückschlüsse auf die diesem seltenen Phänomen zugrundeliegende evolutionäre Faktoren ziehen zu können.

Die Datenaufnahme erfolgte in fünf mehrmonatigen Feldaufenthalten zwischen 2007 und 2010 in Kirindy/CNFEREF, Madagaskar. Dort habe ich 34 Fossas (25 Männchen, 9 Weibchen) gefangen, betäubt, vermessen und markiert und ihnen Haar‐ und Gewebeproben entnommen. Neun Männchen und vier Weibchen wurden mit GPS‐Halsbändern ausgestattet, welche zum Teil simultan Informationen über Bewegungsmuster, Streifgebietsgröße und Geselligkeit der betreffenden Individuen lieferten. Die Kombination dieser räumlichen Daten mit gleichzeitig gemessener Information zur Beschleunigung des Halsbandes am Tier sowie Nahrungsanalysen anhand stabiler Isotope aus Haarproben erlaubten es erstmals, kooperative Jagd unter assoziierten Männchen indirekt zu quantifizieren. Anhand von 16 polymorphen Mikrosatellitenmarkern bestimmte ich außerdem die verwandtschaftlichen Beziehungen innerhalb der Studienpopulation mit besonderem Fokus auf die Verwandtschaft assoziierter Männchen. Um Paarungsstrategien von Männchen und Weibchen im Detail zu untersuchen, habe ich kontinuierlich die Paarungsaktivität von sechs Weibchen an vier verschiedenen Paarungsbäumen verfolgt und in über 540 Stunden 316 Kopulationen beobachten können. Diese Beobachtungen erlaubten detaillierte Aufschlüsse über die Determinanten des Paarungserfolgs der Männchen, den Grad der Polyandrie sowie über die Mechanismen prä‐kopulatorischer Weibchenwahl.

Bezüglich der sozialen Organisation der Fossa zeigt die vorliegende Arbeit, dass Weibchen streng solitär sind und Anzeichen für Territorialität zeigen. Die Streifgebiete von Männchen (Ø 53,1 km2) sind etwa dreimal so groß wie die der Weibchen (Ø 17,8 km2) und weisen ausgeprägte interund intrasexuelle räumliche Überlappung auf. Während manche Männchen ebenfalls solitär leben, bildet etwa die Hälfte der adulten Männchen in der untersuchten Population (10 von 22) zeitlich und räumlich stabile Assoziationen. Diese sozialen Einheiten bestehen aus bis zu drei Tieren, die vorwiegend Wurfgeschwistern sind (4 von 5 Assoziationen). Assoziierte Männchen weisen weiterhin 102 bedeutende Unterschiede zu solitären Männchen in Morphologie und Verhalten auf. Im Gegensatz zu solitären Männchen werden sie (1) 13% größer und 38% schwerer, (2) jagen kooperativ, (3) jagen vorwiegend große Beutetiere (tagaktive Lemuren Propithecus verreauxi verreauxi und Eulemur rufifrons) und (4) haben größeren Paarungserfolg. Assoziierte Männchen scheinen jedoch kein Territorium zu verteidigen und können den Zugang zu Weibchen nicht monopolisieren. Stattdessen scheint die physische Überlegenheit dieser Männchen besonders bei der Störung der Paarungen anderer Männchen von Vorteil zu sein. Weiterhin hat diese Arbeit gezeigt, dass Weibchen trotz ausgeprägtem Sexualdimorphismus in der Körpergröße im Paarungskontext über alle Männchen dominant sind. Das Paarungsverhalten der Weibchen deutete auf indirekte Präferenz der Weibchen für schwerere und damit assoziierte Männchen hin. Assoziierte Fossa‐Männchen sind also sowohl in Hinblick auf Konkurrenz unter Männchen als auch bei der Weibchenwahl bevorteilt.

Insgesamt erlaubt die vorliegende Arbeit vier grundlegende Schlussfolgerungen bezüglich des Sozialsystems der Fossa. (1) Die soziale Organisation der Fossa ist grundlegend solitär mit fakultativer Sozialität unter Männchen. (2) Assoziierte Männchen sind den solitär organisierten Artgenossen körperlich überlegen, was vermutlich auf deren kooperative Jagd zurückzuführen ist. (3) Das Gewicht und damit die Sozialität eines Männchens bestimmt dessen Paarungserfolg. (4) Polyandrie bei Fossas ist nicht das Ergebnis sexueller Repression durch Männchen, sondern scheint vielmehr von dem Interesse der Weibchen an Mehrfachverpaarungen bestimmt zu sein. Eine ultimate Erklärung dieses einzigartigen Paarungssystems scheint also in einer Kombination aus indirekten Vorteilen der Polyandrie und den Folgen männlicher Jagdstrategien begründet zu sein. Die detaillierte Beschreibung der spezifischen Wechselwirkung zwischen Männchen‐Sozialität und indirekter Weibchenwahl bei Fossas erweitert damit unser Verständnis über die sozioökologischen Determinanten von Sozialsystemen.

Abstract:

Mammalian mating systems are closely related to the social organisation of a species, which in turn is determined by sex‐specific selection pressures with respect to access to limited resources. In previous studies of solitary carnivores, mating systems have often been described based on social organisation or molecular evidence alone, due to difficulties of observing mating behaviour in farranging species with low population densities. In the present study, I combined spatial data collected via modern GPS technology with detailed behavioural and genetic data on a solitary carnivore, the fosa (Cryptoprocta ferox). The fosa is a Madagascar mongoose (Eupleridae) of medium size (6‐11 kg body mass), which exhibits a unique mating system involving prolonged polyandrous mating activity on traditional mating trees. The main aim of this thesis was to illuminate determinants of this unusual system with a specific focus on the underlying sex‐specific reproductive strategies and thereby contributing new insights into our general understanding of the incentives of female polyandry, the operation of pre‐copulatory female choice and male competitive tactics as well as the evolution and diversity of mammalian mating systems. Moreover, anecdotal evidence indicated the existence of male associations along with solitary males and females and cooperative hunting behaviour of these male associations. Therefore, a specific focus of this thesis was to investigate the occurrence, patterns and consequences of this rare phenomenon in mammals. By focussing on the interplay of the species’ social organisation with male associations and sex‐specific mating strategies, I further aimed to draw conclusions on factors driving the evolution of the fosa’s social system as a whole.

From 2007 to 2010, I trapped, anaesthetised, sampled and took measurements of 34 fosas (25 males, 9 females) in Kirindy Forest/CNFEREF, Madagascar. Nine males and four females could be partially tracked simultaneously by means of GPS tags embedded in collars, which provided detailed insight into movement patterns, ranging area and degree of sociality of these individuals. To investigate correlates and consequences of male association, I combined body acceleration data obtained from accelerometry‐sensors in collars with spatial information of simultaneous tracking and stable isotope analyses of hair samples to indirectly detect the occurrence of cooperative hunting among associates. Furthermore, I used genetic analyses based on 16 variable microsatellite markers to determine relatedness patterns in the population and specifically the degree of relatedness among associated males. During the seasonal mating periods of four successive years, I followed six oestrous females during their complete mating activity, collecting 540 hours of continuous observation including information on 316 copulations on four different mating trees. These data allowed elucidating determinants of male mating success, the degree of polyandry and patterns of female pre‐copulatory choice.

This combination of multiple methodological approaches yielded several major results. First, females ranged solitarily and showed indications of territoriality. Males had three times larger ranges (Ø 53.1 km2) than females (Ø 17.8 km2) and spatially overlapped extensively with females and males. Second, whereas some males ranged solitarily, 10 of 22 adult males trapped were organised in temporally stable associations that were most often composed of littermates (four out of five adult dyads). Third, associated males differed in several characteristics from solitary males; they were (1) 13% larger and 38% heavier at comparable age, (2) hunted cooperatively, (3) used larger prey types more often (diurnal lemurs Propithecus verreauxi verreauxi and Eulemur rufifrons), and (4) had higher mating success. Associated males neither defended territories nor exclusive excess to 100 oestrous females. Instead, their physical superiority appeared to be of advantage in the termination of matings of rival males. Fourth, females dominated males regardless of their physical dissimilarity and actively sought polyandrous matings. Fifth, females indirectly chose physically superior, i.e. associated males, by enhancing male‐male contest and temporally restricted intervention in its outcome. Hence, associated males gained two‐fold benefit with respect to male and female mating strategies.

Overall, these results allow four major conclusions concerning the fosa’s social organisation and mating system. First, the species’ basic social organisation can be characterised as solitary but a high proportion of males forms spatially and temporally synchronised social units. Second, associated males achieve higher body mass and size than solitary individuals, which is most likely fuelled by effective cooperative hunting. Third, male body mass and thereby a male’s degree of sociality are major determinants of male mating success. Fourth, concerning the mating system of the fosa, convenience polyandry can be excluded as most likely driver in the system. Instead, this mating system appears to be ultimately explained by a combination of benefits from polyandry and the consequences of different subsistence strategies. This interplay of male sociality and female preference for superior competitors provides an important reference for future socio‐ecological research.

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Untersuchungen zu Fütterung und Verdauungsphysiologie am Spitzmaulnashorn (Diceros bicornis).

Investigations on feeding and digestive physiology of the black rhinoceros (Diceros bicornis).

Dissertation

199 Seiten

Institut für Physiologie, Physiologische Chemie und Tierernährung der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für Tierernährung und Diätetik  
Leitung: Univ.-Prof. Dr. Ellen Kienzle
Zoo Zürich, Zoo Köln, Whipsnade Wild Animal Park

Zusammenfassung:

Abstract:

In this study, food intake and apparent digestibility coefficients of eight adult black rhinoceroses from three zoos were investigated. In every zoo the regular zoo diet, a diet with added quebracho, and a diet with added tannic acid were fed. In one zoo, two additional diets with added browse were used. One animal received a diet with low proportion of roughage because of chewing problems due to an abscess in the oral cavity. Every adaptation period lasted two months. Feeds offered and refused and faeces were collected in toto. Additionally, the concentration of volatile fatty acids, lactate and the antioxidative activity were measured in the faeces, as well as faecal particle size distribution, water intake and the calcium:creatinine-ratio in sporadically sampled urine. Three animals were actually weighed; the body weight of the other animals was estimated.

The following results were obtained:

1. Daily dry matter intake was in a range of 1.0 - 2.2 % body weight (average 0.7; ± 0.1), and intake of digestible energy in a range of 0.5 - 1.0 MJ/kg0.75 metabolic body weight (average 0.8; ± 0.9). Results on apparent digestibility coefficients are as follows: dry matter: 36 - 73 [%] (average 58; ± 8); organic matter: 36 - 74 [%] (average 59; ± 9); crude protein: 40 - 79 [%] (average 60;
 ± 9); crude fibre: 36 - 48 [%] (average 35; ± 8); calcium: 65 - 90 [%] (average 79; ± 5); phosphorus: 3 - 50 [%] (average 25; ± 10); sodium: -71 - 72 [%] (average 15; ± 36).

2. The concentration of lactate in faeces was on average 1.72 ± 0.4 mmol/l faecal water (n = 32); the concentration of volatile fatty acids in faeces was on average 73.8 ± 15 mmol/l faecal water (n = 32). The ratio of acetate to propionate was on average 3.5 ± 0.8 (n = 32).

3. Faecal particle size distribution decreased with decreasing proportion of roughage. On average, 47.6 % ± 17.2 (n = 22) of all particles retained on the sieves was of a size > 4 mm.

4. The average total water intake was 5.8 kg/100kg body weight ± 1.3 (n = 20).

5. The calcium:creatinine-ration in urine increased with increasing calcium intake.

6. The antioxidative activity increased with added tannin. It was on average 630 ± 162 mmol Trolox Eq/l faecal water for the rations without tannin, 721 ± 159 mmol Trolox Eq/l faecal water for the rations with tannic acid and 1259 ± 193 mmol Trolox Eq/l faecal water for the rations with quebracho.

The results on parameters of microbial fermentation, the water intake, the calcium metabolism suggest that black rhinos resemble horses in these aspects of digestive physiology. Differences were evident when apparent digestibility coefficients of crude fibre were compared, which decrease faster in black rhinoceroses with increasing amounts of crude fibre in the ration than in horses. This could be due to a less thorough comminution of ingesta particles and to shorter ingesta retention times in black rhinoceroses. Another difference to the horse concerns sodium metabolism: black rhinoceroses seem to have high faecal losses of sodium.

In conclusion, the horse appears to be only to some extent a suitable model animal for black rhinoceros ration evaluation.

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Untersuchungen zur Anatomie und Verdauungsphysiologie des Flachland-Viscachas (Lagostomus maximus).

Investigation on the Anatomy and Digestive Physiology of the Plains Viscacha (Lagostomus maximus)

Dissertation

129 Seite

Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere, Department für Kleintiere, Vetsuisse-Fakultät der Universität Zürich
Leitung: Prof. Dr. Marcus Clauss
Zoo Zürich

Zusammenfassung:

Bei den seit 1964 im Zoo Zürich gezüchteten Flachland-Viscachas zeigte sich die Tendenz, in Gefangenschaft bilaterale Katarakte zu bilden. Anhand ausgedehnter Untersuchungen im Vorfeld dieser Arbeit wurde ein Typ-2-Diabetes mellitus diagnostiziert. Als Hauptursache wurde eine nichtadäquate Fütterung vermutet.

Das Ziel dieser Arbeit war es, Grundlagen zur Anatomie und Verdauungsstrategie des Viscachas im Hinblick einer Diabetesauslösung darzustellen.

Es wurden zwei zweiwöchige Fütterungsversuche mit rohfaserreichem, energiearmem (Versuch A, nur Grasheu) bzw. rohfaserarmem, energiereichem Futter (Versuch B, pelletiertes Mischfutter) durchgeführt. Zwischen den beiden Rationen wurden die Retentionszeit, Futteraufnahme, Verdaulichkeit der Rohnährstoffe und Mineralien und die Körpermasseentwicklung verglichen. Zusätzlich wurden Blut- und Urinproben untersucht, um mögliche Einflüsse der Fütterung auf diese Parameter aufzuzeigen und die anatomische Lage, sowie Längen und Gewichte der Darmabschnitte bei vier Sektionen erfasst und skizziert.

Die Transitzeit betrug beim Viscacha durchschnittlich 9.6 Stunden, die mittlere Verweilzeit 27.3 Stunden. Die scheinbaren Verdaulichkeiten der Mineral- und Rohnährstoffe waren bei Versuch B signifikant höher als bei Versuch A. So besass die Trockensubstanz in Versuch A durchschnittlich eine scheinbare Verdaulichkeit von 33% und in Versuch B von 61%. Eine Ausnahme bildeten die Rohfaserverdaulichkeiten, bei denen kein signifikanter Unterschied festgestellt werden konnte (durchschnittlich 35% in Versuch A und 34% in Versuch B).

Das Viscacha ist an die Aufnahme von karger Nahrung (Gräser, krautige Pflanzen und Sträucher) angepasst. Daher ist es überraschend, dass eine reine Heufütterung (Versuch A) bei fast allen Tieren zur Gewichtsabnahme führte. Andererseits liessen sich durch eine kohlenhydratreiche Fütterung innerhalb von zwei Wochen Einflüsse auf einige Blut- und Urinwerte erkennen. So nahmen der Fructosamin- und Insulinspiegel signifikant zu und es kam zu höheren Glukosewerten in fünf Urinproben, was darauf hindeutet, dass es bei so einer Fütterung über längeren Zeitraum mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Manifestation eines Diabetes mellitus kommt.

Insgesamt fällt auf, dass das Flachland-Viscacha grosse Ähnlichkeiten mit nahe verwandten Nagerarten im Hinblick auf den anatomischen Aufbau und die Funktion des Magen-Darm-Traktes besitzt.

Abstract:

Plains viscachas have been bred at Zurich Zoo since 1964 and have shown the tendency to develop bilateral cataracts. Due to extensive research in the past, a type II diabetes mellitus could be diagnosed, which was supposedly caused by inadequate feeding.

The aim of this study was to examine the basic principles of the anatomy and digestion in viscachas with respect to a clinical manifestation of diabetes mellitus.

To this end, two different feeding trials (trial A with a high-fibre, low-energy feed, only gras hay and trial B with a low-fibre, high-energy feed, pelleted mixed feed) were carried out. Retention time, food intake, digestibilities and bodyweight were compared between the trials. In addition, blood and urine values were examined to demonstrate dietary effects.

Based on four post-mortem examinations the anatomy of the alimentary tract and the length and weight of the individual segments were investigated and graphically displayed.

The transit time averaged 9.6 hours and the mean retention time 27.3 hours. The apparent digestibility of the nutrients and minerals increased significantly in trial B, e.g., the apparent digestibility of dry matter increased from 33% in trial A to 61% in trial B. An exception were the apparent digestibilities of crude fibre with no significant difference (35% in trial A and 34% in trial B).

Although the plains viscacha is considered to subsist on poor quality food in the wild (grass, forbs and bushes), it was shown that a feeding regime of exclusively gras hay (trial A) led to a decrease in body weight in most animals. On the other hand, feeding with a diet rich in carbohydrates showed an influence on some blood and urine parameters within two weeks. Fructosamine and insulin levels increased significantly and five animals showed elevated urine glucose values in trial B. This indicates that the feeding of trial B over a long period would probably bear a risk of developing diabetes mellitus.

Overall the plains viscacha features marked similarities of anatomy and function of the alimentary tract to related rodent species.

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Untersuchungen zur Fütterung und Verdauungsphysiologie am Indischen Panzernashorn (Rhinoceros unicornis).

Studies on digestive physiology and feed digestibilities in captive Indian rhinoceros (Rhinoceros unicornis).

Dissertation

182 Seite

Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere, Department für Kleintiere, Vetsuisse-Fakultät der Universität Zürich
Leitung: Prof. Dr. Marcus Clauss
Zoo München, Zoo Basel, Zoo Nürnberg

Abstract:

In this study, food intake and apparent digestibility coefficients of eleven adult Indian rhinoceroses from four zoos were investigated. In each case, the regular zoo diet (concentrates and roughage, ration conc.) and, after an adaptation period of at least seven days, a roughage-only diet (ration rough.) were used. Faeces were collected in toto. Additionally, the mean retention time of fluids and particles in the gastrointestinal tract were measured, as well as the faecal concentration of volatile fatty acids (VFA) and lactate, faecal pH, faecal particle size distribution, water intake and the calcium:creatinine-ratio in sporadically sampled urine. Four animals were actually weighed; the body weight of the other animals was estimated. The following results were obtained: 1. Mean retention time: the average mean retention time of the fluid marker (CoEDTA) in the total gastrointestinal tract was 41.4 ± 3.7 h (n = 6) and of the particle marker (Cr-mordanted fibre, particle size < 2 mm) 60.0 ± 3.7 h (n = 6). 2. Results on food intake, apparent digestibility coefficients and intake of digestible energy are presented in Table 32.
The concentration of lactate in faeces was on average 1.9 ± 0.7 mmol/I faecal water (n=13) and did not differ between rations. The concentration of VFA in faeces was on average 39.4 mmol/l faecal water (n=6) on ration conc. and 25.4 mmol/I faecal water (n=6) on ration rough.; the ratio of acetate to proprionate was on average 5.5 and 8.2, respectively. Faecal pH did not differ between rations and was 6.4 ± 0.2 (n=8). 4. Faecal particle size distribution did not differ between rations. On average, 40.9 t 16.2% (n=14) of all particles retained on the sieves was of a size > 4 mm. 5. The average total water intake was 4.1 ± 1.0 kg/100 kg BW (n=14) and did not differ between rations. 6. The calcium:creatinine-ratio in urine increased with increasing calcium intake

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Hormonphysiologische Untersuchung zur Fortpflanzung des Goodfellow-Baumkängurus (Dendrolagus goodfellowi).

Physiological investigation of reproductive hormones in Goodfellow´s tree kangaroos (Dendrolagus goodfellowi).

Master - Thesis

75 Seiten

AG Verhaltensbiologie und Didaktik der Biologie, Prof. Dr. W.H. Kirchner
Unter der Mitarbeit von:
Dr. W. Dreßen; Zoo Krefeld gGmbH
Prof. Dr. F. Schwarzenberger; Department für Biomedizinische Wissenschaften – Physiologie, Pathophysiologie und Experimentelle Endokrinologie, Veterinärmedizinische Universität, 1210 Vienna, Austria
Ruhr-Universität Bochum
Zoo Krefeld

Zusammenfassung:

Weltweit werden aktuell sieben Tierarten in sogenannten GSMP-Zuchtbüchern (Global Species Management Programs) geführt. Zu diesen Arten zählt seit 2012 als erstes Beuteltier auch das Goodfellow-Baumkänguru (Dendrolagus goodfellowi). Um die Fortpflanzung dieser Tiere besser zu beleuchten, wurden alle sieben in deutschen Zoos gehaltenen weiblichen Goodfellow-Baumkängurus hinsichtlich des Zyklus ihrer Geschlechtshormone untersucht. Es wurde ein ELISA für 4-Pregnen-20α-ol-3-on (Trivialname: 20α-Progesteron) angewendet, um die Konzentrationen der Progesteronmetaboliten im Kot über einen Zeitraum von 23 Wochen zu untersuchen. Parallel wurden Verhaltensbeobachtungen durchgeführt, um Aussagen zu treffen, ob sich Eisprungphasen durch Verhaltensweisen der Tiere erkennen lassen. Es konnte gezeigt werden, dass zum Zeitpunkt der Studie alle in deutschen Zoos gehaltenen adulten weiblichen Goodfellow-Baumkängurus einen aktiven reproduktiven Zyklus hatten. Darunter fiel auch ein 19 Jahre altes Tier. Als mittlere Zyklusdauer wurde ein Zeitraum von 54,3 ± 1,6 Tagen ermittelt. Weibliche Tiere zeigten in der Phase des Eisprunges signifikant mehr Beutelpflege (p < 0,01), während das einzig beobachtete Männchen in der Phase des Eisprunges signifikant mehr sexuelles Interesse an den Weibchen zeigte (p < 0,05). Diese Studie belegt die Anwendbarkeit des ELISA-Testverfahrens bei Goodfellow-Baumkängurus als geeignetes Mittel für die Überwachung des reproduktiven Zyklus.

Abstract:

Currently seven animal species worldwide are managed in Global Species Management Programs (GSMPs). Since 2013 the Goodfellow’s tree kangaroo (Dendrolagus goodfellowi) is the first marsupial in this group of species. The primary goal of the GSMP is to enhance the sustainability of the captive population. Reproductive cycles of seven female Goodfellow-tree kangaroo’s kept in German zoos were studied during a period of 23 weeks. Faecal samples and behavioural data were collected in order to identify oestrous specific behaviour. Faecal hormone metabolites were analysed using an enzyme-immunoassay for 4-Pregnen-20α-ol-3-one (trivial name: 20α-Progesterone). Faecal hormone metabolites indicated reproductive activity in all females studied, even in a 19 year old individual. The average oestrous cycle was 54.3 ± 1.6 days. During oestrus periods females showed significantly more pouch licking behaviour (p < 0,01), while the breeding male had significantly more interest in females (p < 0,05) indicated by sniffling and vocalization (sound: clicking/”chitching”). Finally this study demonstrates that the applicability of faecal hormone analysis is an adequate method for reproductive monitoring in Goodfellow´s tree kangaroos.

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Untersuchungen zur Stoffwechselphysiologie der beiden afrikanischen Landschildkröten Malacochersus tornieri und Homopus s. signatus in Abhängigkeit der Temperatur.

Diplomarbeit

145 Seite

Zoologisches Institut, AK Stoffwechselphysiologie, Johann Wolfgang Goethe Universität Frankfurt am Main
Leitung: Prof. Dr. Roland Prinzinger
Zoo Leipzig

Zusammenfassung:

Die Arbeit untersucht die Ruhestoffwechselrate der beiden afrikanischen Landschildkröten Homopus s. signatus und Malacochersus tornieri. Ihre geringe Größe (Homopus s. signatus) und die Weichheit des Panzers (Malacochersus tornieri) machen diese Landschildkröten anfälliger für Prädatoren als andere Landschildkröten. Beide Arten leben in sehr felsigen Biotopen und fliehen bei Gefahr in die nächstgelegene Felsspalte. Malacochersus tornieri kann dabei eine doppelt bis dreimal so hohe Geschwindigkeit erreichen wie andere Landschildkrötenarten. Die Arbeit untersucht, inwieweit diese anatomischen und ethologischen Besonderheiten sich in der Stoffwechselphysiologie widerspiegeln. Im besonderen Mittelpunkt des Interesses steht dabei die Ruhestoffwechselrate in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur sowie die Fähigkeit der Tiere, diese in Aktivitätsphasen zu steigern.

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Etablierung einer Injektionsnarkose mit Ketamin und Medetomidin für die Fossa (Cryproprocta ferox).

Establishment of an anesthesia protocol for the fossa (Cryptoprocta ferox) with the use of ketamine and medetomidine.

Dr. med. vet. Dissertation

129 Seiten

Ganzer Text

Fachbereich Veterinärmedizin, Justus-Liebig-Universität Gießen
Leitung: Prof. Dr. Sabine Tacke
Zoo Duisburg

Zusammenfassung:

In dieser Studie wurde erstmals ein modernes, tierart- und tierschutzgerechtes Anästhesie-verfahren für Madagaskars größtes Raubtier, die Fossa (Cryptoprocta ferox), untersucht. Dafür wurden 19 Fossas, davon 13 männliche und 6 weibliche, in vier deutschen zoologischen Einrichtungen und einer Privathaltung mit einer Kombinationsanästhesie aus Medetomidin und Ketamin narkotisiert. Die Untersuchungen wurden unter weitestgehend standardisierten Bedingungen und unter Berücksichtigung möglicher geschlechts- und altersspezifischer Unterschiede durchgeführt. Ursprünglich sollte außerdem eine vergleichbare Anzahl an Fossas im Freiland auf Madagaskar mit Fallen gefangen und ebenso narkotisiert und anschließend mit der Gruppe in Deutschland in menschlicher Obhut verglichen werden. Aufgrund von Restriktionen durch die Behörden auf Madagaskar musste die Fangaktion vor Ort vorzeitig abgebrochen werden, sodass nur ein Fossaweibchen unter Feldbedingungen untersucht werden konnte. Die Fossas in Deutschland wurden mit dem Kescher gefangen und fixiert und erhielten für die jeweils geschätzte Körpermasse eine Dosierung von 0,06 mg/kg Medetomidin und 2 mg/kg Ketamin per Handinjektion in die Oberschenkelmuskulatur. Zehn Tiere waren unter drei Jahre alt und somit noch nicht geschlechtsreif, die übrigen neun waren 4 bis 18 Jahre alt. Die Körpermasse wurde im Durchschnitt um ± 1 kg genau geschätzt, sodass sich eine durchschnittliche Ketamin-Dosis von 2,245 ± 0,248 mg/kg und eine Medetomidin-Dosis von 0,063 ± 0,008 mg/kg ergaben. Die Fossas dieser Studie wiesen einen ausgeprägten Geschlechtsdimorphismus auf, wobei die Männchen deutlich größer und schwerer waren als die Weibchen. Die durchschnittliche Körpermasse einer adulten männlichen Fossa betrug 12,34 kg und diejenige eines adulten Weibchens 8,60 kg. Die Einschlafphase verlief bei allen Fossas ruhig, gleichförmig und exzitationslos. Die Zeitspanne zwischen der Injektion der Anästhetika und der Beobachtung eindeutiger erster Anzeichen der Wirkung lag bei allen Tieren unter 10 Minuten. Trat nach 20 Minuten keine zufriedenstellende Anästhesietiefe ein, wurde die Hälfte der applizierten Ketamin-Dosis nachdosiert. Dies war bei drei Tieren der Fall. Allerdings wurden diese auch gewichtsmäßig um über 1 kg unterschätzt, sodass die anfängliche Dosierung nicht ausreichte und 1 mg/kg Ketamin für das Schätzgewicht nachdosiert werden musste. Die durchschnittliche Dauer der Einleitungsphase lag bei 14,42 ± 6,39 Minuten, wobei die drei nachdosierten Tiere zu entsprechend hohen Werten geführt haben. Während der Toleranzphase traten keine Komplikationen oder unerwünschte Nebenwirkungen auf. Die mittlere Dauer der Toleranzphase von 40,16 ± 7,89 Minuten ließ genügend Zeit für allgemeine und weiterführende Diagnostik, Messungen und Probennahmen auch unter Feldbedingungen. In 5-Minuten-Intervallen wurden die Daten der Anästhesieüberwachung notiert. Das klinische Monitoring umfasste dabei die Beurteilung der Schleimhautfarbe und kapillären Rückfüllungszeit, Reflexaktivität, Muskeltonus, Narkosetiefe und Analgesie. Mit Hilfe eines transportablen Narkosemonitors konnten Herzfrequenz, Atemfrequenz, periphere Sauerstoffsättigung und Körperinnentemperatur ständig überwacht werden. Zu Beginn und zum Ende der Toleranzphase wurde jeweils eine venöse Blutprobe mit dem transportablen Blutgasanalysegerät i-STAT® untersucht. Alle Tiere wurden gewogen, allgemein untersucht und erhielten eine Ultraschalluntersuchung von Herz, Nieren, Blase und Geschlechtsorganen. Außerdem wurde venöses Blut für eine hämatologische und biochemische Untersuchung entnommen. Die Toleranzphase wies eine zufriedenstellende Narkosetiefe mit guter Muskelrelaxation auf. Ein chirurgisches Toleranzstadium wurde nicht erreicht. Die Schleimhautfarbe wurde bei sechs Fossas als blass, sonst als rosa beurteilt, die KRZ war stets unter 2 Sekunden. Der Zwischenzehenreflex war stets vollständig erloschen und Lid- und Kornealreflex waren zu Beginn der Narkose im Durchschnitt am wenigsten gedämpft und nach 10 Minuten waren sie bei den meisten Tieren mittel- bis hochgradig gedämpft. Der Kiefertonus war bei fast allen Fossas im gesamten Anästhesieverlauf hochgradig gedämpft und ungefähr die Hälfte der untersuchten Tiere war im gesamten Zeitverlauf intubationsfähig. Allerdings traten unwillkürliche Zuckungen der Muskulatur gerade bei Manipulation bei fast allen Tieren auf. Die Herzfrequenz lag im Mittel bei 110,25 bis 115,94 Schlägen/min, was tendenziell im Vergleich zu den Körpermassen unter Berücksichtigung der Formel: 241 x Mb-0,25 , (Mb = Köpermasse in kg) (Heard 2007) als zu niedrig gewertet werden kann. Eine Bradykardie entsteht meist unter dem Einfluss von α2-Agonisten. Die mittlere Atemfrequenz der Fossas lag bei 25,34 - 34,93 AZ/min und nahm im Verlauf der Anästhesie statistisch hoch signifikant ab (p=0,0001), obwohl zu keinem Zeitpunkt bei keinem Tier eine bedenkliche Atemdepression erzeugt worden ist. Die Sauerstoffsättigung der Fossas lag im Durchschnitt zwischen 88,82 und 92,70% und nahm statistisch signifikant (p=0,016) vom Beginn der Narkose bis zur Antagonisierung zu. Die Körperinnentemperatur fiel im Verlauf der Anästhesie von durchschnittlich 38,70°C zu Beginn auf durchschnittlich 37,95°C am Ende ab.  
Bei keiner Fossa kam es zu kritischen Veränderungen der Blutgase, Elektrolyte oder des Säure-Basen-Status. Auch wenn lediglich venöse Blutproben untersucht worden sind, konnte keine nennenswerte Einschränkung der Atemfunktion und der Ventilation festgestellt werden. Die Fossas zeigten zu Beginn der Anästhesie eine stressbedingte metabolische Azidose mit erniedrigtem HCO3-, kompensatorisch erniedrigtem pCO2 und somit auch erniedrigtem TCO2, die sich im Anästhesieverlauf wieder normalisierte. Außerdem zeigten die Tiere eine Tendenz zur Hyperkaliämie und eine durch Stress und Anästhetika induzierte Hyperglykämie, auch der Hämatokrit nahm im Anästhesieverlauf signifikant ab.
Die Erholungsphase war schnell und komplikationslos nach der Antagonisierung des Medetomidins mit Atipamezol in 5-facher Dosierung des verabreichten Medetomidins. Sieben der 19 Fossas hoben bereits beim Umlagern vom Untersuchungstisch in die Aufwachbox oder bei der Applikation des Antagonisten den Kopf an und im Durchschnitt wurde der Kopf bei allen Fossas nach 2,63 ± 3,04 Minuten angehoben.
Bemerkenswert sind die in dieser Studie festgestellten Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Fossas. Männchen scheinen auf die applizierten Anästhetika deutlich empfindlicher zu reagieren als Weibchen. Nach der Applikation von Ketamin und Medetomidin trat die Wirkung bei männlichen Fossas statistisch signifikant früher ein als bei weiblichen. Die Einschlafphase einer männlichen Fossa insgesamt dauerte im Durchschnitt 11,64 ± 1,39 Minuten und war damit signifikant kürzer als die einer weiblichen Fossa mit 20,46 ± 2,09 Minuten. Die weiblichen Fossas schliefen also langsamer ein als die Männchen und wachten auch schneller wieder auf: Die Weibchen hoben im Durchschnitt den Kopf nach nur 0,60 ± 1,39 Minuten und damit viel früher als die Männchen mit 2,55 ± 1,25 Minuten. Männliche Fossas versuchten durchschnittlich nach 26,38 ± 2,18 Minuten zu laufen, weibliche schon nach 11,47 ± 2,60 Minuten. Außerdem wurde die Narkosetiefe bei den Männchen tendenziell eher als „gut“ und bei den Weibchen eher als „ausreichend“ bewertet.
Die in dieser Studie gewonnenen Daten belegen, dass die Kombination aus dem α2-Agonisten Medetomidin und dem dissoziativen Anästhetikum Ketamin bei der Fossa in der verwendeten Dosierung zu einer verlässlichen, effektiven und teilweise antagonisierbaren Anästhesie führt, die sich besonders für klinische Untersuchungen, bildgebende Diagnostik, Mikrochipimplantation, Blutentnahme, Transporte, kleine chirurgische Eingriffe, Messungen sowie Probennahmen auch unter Feldbedingungen eignet. Diese Kombinationsanästhesie war gekennzeichnet durch eine ruhige Einschlaf- und schnelle Aufwachphase und das Monitoring lieferte die klinische Sicherheit.

Abstract:

With this study a modern species-specific anesthesia protocol was developed for the first time for Madagascar´s largest extant carnivore the fossa (Cryptoprocta ferox). 19 fossas, of which 13 males and 6 females, living at four zoological gardens and with one private holder in Germany were anesthetized with the combination of medetomidine and ketamine. The experiment was carried out under predominantly standardized conditions and possible sex- and age-related differences were taken under consideration. Originally it was planned to trap and anesthetize an according number of animals under field conditions on Madagascar and to compare the results with the group of captive animals. Because of governmental restrictions fossa-trapping on Madagascar had to be cancelled ahead of schedule, resulting in only one female animal being examined under field conditions. The fossas in Germany were net-restrained within their enclosure and subsequently anesthetized by hand-injection into the thigh muscles with 0.06 mg/kg medetomidine and 2 mg/kg ketamine according to the individually estimated body weight. Ten animals were 1-3 years of age and sexual immature, the remaining nine animals were 4 to 18 years old. Body weight estimation was only ranging ± 1kg on average, leading to actual dosages of 0.063 ± 0.008 mg/kg medetomidine and 2.245 ± 0.248 mg/kg ketamine. The fossas within the study group exhibited a distinctive sexual dimorphism with males being considerably larger and heavier than females. The mean body weight of an adult male was 12.34 kg compared to 8.60 kg for an adult female. Induction was smooth, even and without excitations. The period between injection and onset of anesthesia was less than 10 minutes within all animals. Half of the original ketamine dose was additionally administered after 20 minutes, if anesthesia failed to be deep enough. This was necessary for three animals, whose actual body weights had been underestimated by more than 1 kg and thus were markedly underdosed. An additional dose of 1 mg/kg ketamine for the estimated weight had to be administered. Mean induction time was 14.42 ± 6.39 minutes, with those three animals in need of an additional amount being responsible for the correspondent high values. No complications or side effects occurred during tolerance phase. The mean tolerance phase lasted 40.16 ± 7.89 minutes and left enough time for general and further diagnostics, measurements and sample collection also under field conditions. Data of the anesthetic protocol were collected in 5-minutes-intervals. General monitoring included observation of mucous membrane color, evaluation of capillary refill time, reflex activity, muscle relaxation, anesthetic depth and analgesia. Heart rate, respiration rate, peripheral oxygen saturation and body temperature were constantly measured using a transportable patient monitor. A venous blood sample was analyzed by the mobile blood gas analyzer i-STAT® at the beginning and at the end of the tolerance phase. All animals underwent weight measurement, a general examination and an ultrasound examination of the heart and the urogenital system. Moreover, additional venous blood samples were obtained for hematology and biochemical analyses. Anesthetic depth was satisfactory during tolerance phase with good myorelaxation. A surgical depth was not achieved. Mucous membrane color was evaluated as pale in six fossas, but in the remaining 13 it was evaluated as rose and capillary refill time was always under 2 sec. The pedal reflex was always ceased. Palpebral and corneal reflex were least muted at the beginning of anesthesia, after 10 minutes they were moderately to severely diminished. Muscle tone in the jaw was in almost every fossa profoundly damped during the whole anesthetic process and approximately half of the group was intubationable during the full tolerance phase. Minor involuntary arousals occurred in most animals, especially due to manipulation. Mean heart rate was 110.25 to 115.94 bpm, which is by trend too low in relation to the body weights, regarding Heard`s (2007) formula: 241 x Mb-0,25 (Mb = body weight). Bradycardia mostly emerges from the use of alpha-2-agonists. Mean respiration rate was 25.34 – 34.93 breaths/min and decreased statistically significant during anesthesia (p=0.0001), though no critical respiratory depression occurred in any animal. The fossas displayed an average peripheral oxygen saturation between 88.82 and 92.70% that increased statistically significant (p=0.016) from the beginning of the tolerance phase to antagonization. Body temperature decreased during the anesthetic process from mean 38.70°C at the beginning to mean 37.95°C at the end.  
Critical changes in blood gas values, electrolytes or acid-base-status were not observed in any fossa. Although only venous blood samples had been examined, no noteworthy reduction of the function of the respiratory tract or ventilation had been determined. The fossas showed a stress-related metabolic acidosis at the beginning of the tolerance phase, with a decreased HCO3- and a compensatory reduced pCO2 and thus also a reduced TCO2. This metabolic acidosis normalized during the process. Moreover, the animals exhibited a tendency to hyperkalemia, a stress- and anesthetic-related hyperglycemia and the packed cell volume decreased also significantly during the process.
After application of atipamezole at 5-times the dosage of the administered medetomidine recovery was quick and uneventful. 7 of the 19 fossas raised their head already at the time of atipamezole administration or during the relocation from the examination table into the recovery box. Mean head raising occurred after 2.63 ± 3.04 minutes.
The sex-related differences determined in this study are remarkable. Male fossas appear to react more sensitive to the administered anesthetics than females. After the application of medetomidine and ketamine the anesthetic effect occurred statistically significant earlier in males than in females. Mean induction time of a male fossa lasted 11.64 ± 1.39 minutes and was hence statistically significant shorter than the mean induction time of a female fossa with 20.46 ± 2.09 minutes. Thus, females fell asleep more slowly and woke up faster than males. Female mean head raising was after 0.60 ± 1.39 minutes and therefore much earlier than male head raising after 11.47 ± 2.60 minutes. Moreover, anesthetic depth in males was rated tendentially rather “good” and in females rather “adequate”.
The data gained with this study show that the combination of the alpha-2-agonist medetomidine and the dissociative anesthetic ketamine leads to a reliable, effective and partly antagonizable anesthesia in fossas suitable for general examinations, diagnostic imaging, microchip-implantation and sample collection even under field conditions. Medetomidine-ketamine anesthesia was characterized by a smooth onset and quick recovery and the monitoring indicated that the immobilization is physiologically sound.

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The genetic consequences of ex situ breeding in the European wildcat (Felis silvestris silvestris) and the Arabian sand cat (Felis margarita harrisoni).

Dr. rer. nat. Diss
125 Seiten
Erstgutachter: PD Dr. Axel Hochkirch,
Zweitgutachter: Prof. Dr. Michael Veith
Universität Trier
In Kooperation mit mehreren deutschen und internationalen Zoos, Tier- und Wildparks

Volltext (3 der vier Kapitel können über diesen Link heruntergeladen werden, Kapitel 1 oder der Volltext kann bei Interesse als PDF durch die Autorin per Mail versendet werden.)

Zusammenfassung:

In den letzten Jahren ist die Anzahl bedrohter Arten, die auf ex situ-Schutzprogramme angewiesen sind, deutlich gestiegen. Bislang wurde die Effizienz von ex situ-Zuchtprogrammen allerdings selten systematisch untersucht. Ziel dieser Arbeit war es zunächst den aktuellen Wissensstand zu den Auswirkungen der ex situ-Zucht auf die genetische Vielfalt bedrohter Arten zusammen zu fassen (Kapitel 1). Hierbei sollte geklärt werden ob die selbst gesetzten Ziele des Weltverbandes der Zoos und Aquarien (WAZA) in rezenten Zoopopulationen erreicht werden. Bei dieser Auswertung publizierter Daten stellte sich heraus, dass eine Zucht in Gefangenschaft auf Dauer zu einem Verlust der genetischen Vielfalt führt (Kraaijeveld-Smit et al. 2006; Frankham et al. 2010), dass diesem Effekt allerdings durch ein sorgfältiges Management der Zuchtpopulation entgegengewirkt werden kann. Die Daten aus Kapitel 1 legen nahe, dass es Grenzwerte für die Zahl der Gründer (15) und die Größe der Zuchtpopulation (100) gibt, mit deren Erreichen Inzucht minimiert und ein vergleichsweise hohes Maß genetischer Vielfalt erhalten werden kann. Es zeigte sich aber auch, dass noch viel Forschungsbedarf in Bezug auf die genetischen Auswirkungen von ex situ-Zucht besteht. Vor allem der Vergleich zwischen der Zuchtpopulation und natürlichen Wildpopulationen ist von elementarer Bedeutung um die Effizienz und den Erfolg von Zuchtprogrammen bewerten zu können. Auch zeigte sich, dass es zusätzlichen Forschungsbedarf bezüglich genetischer Anpassungen an die Bedingungen in Gefangenschaft gibt (Frankham 2008), was die vermehrte Nutzung von nicht-neutralen genetischen Markern nahe legt. Zudem sollte verstärkt eine Übertragung der wissenschaftlichen Erkenntnisse in die praktische Anwendung im Zoo erfolgen (z. B. in Bezug auf die Artenzusammensetzung oder die Managementstrategien).

In Kapitel 2 und 3 werden Fallbeispiele für genetische Untersuchungen an ex situ-Populationen behandelt. Die Untersuchungen an der Europäischen Wildkatze (Felis silvestris silvestris) in Kapitel 2 zeigen, dass es im Laufe der Haltung in Zoos vermutlich mehrfach zu Hybridisierung mit Hauskatzen oder zur Aufnahme von Hybriden kam. Lediglich ein Drittel der Zuchtpopulation wies den mitochondrialen Haplotyp auf, der auch in wilden Populationen zu finden ist. Insgesamt kann die ex situ Population nicht für eine weitere Zucht empfohlen werden. Dies macht die Aufnahme von zusätzlichen Individuen aus den Wildpopulationen zu einer nötigen Voraussetzung zur effektiven Erhaltung der genetischen Diversität dieser Art. Von weiteren Wiederansiedelungen mit Tieren aus der ex situ Zucht ist generell abzuraten, da sich die Europäische Wildkatze inzwischen wieder auf natürlichem Wege ausbreitet. Die genetischen Daten liefern in diesem Fall einen wichtigen Grundstock für die Etablierung eines Zuchtbuches.

Eine Analyse der derzeitigen Haltungsbedingungen für diese Art zeigte, dass die Haltungsstandards die gesetzlichen Mindestanforderungen weit übertreffen (Kapitel 4). Allerdings zeigte ein Vergleich mit den Empfehlungen aus der Verhaltensforschung bei Kleinkatzen (Shepherdson et al. 1993; Mellen et al. 1998;Hartmann 2007; Hönig & Gusset 2010), dass vor allem in Bezug auf den Kontakt zu den Pflegern und der Fütterung noch Verbesserungspotenzial besteht.

Die genetischen Untersuchungen an der ex situ-Population der Arabischen Sandkatze (Felis margarita harrisoni) (Kapitel 3) zeigen, dass trotz einer stärkeren Bedrohung, weniger Gründertieren und einer kleineren Zuchtpopulation bei dieser Art ein hohes Maß an genetischer Diversität erhalten werden konnte. Die Daten legen nahe, dass die 18 Gründer für dieses Zuchtprogramm eine hohe genetische Diversität eingebracht haben und nicht näher mit einander verwandt waren. Zudem zeigt dieses Beispiel dass genetische Untersuchungen auch bei Populationen mit detaillierten Zuchtbuchdaten sehr sinnvoll sein können, da ein Fehler in den Zuchtbuchdaten nachgewiesen werden konnte. Die genetischen Daten bestätigen zudem die Ergebnisse aus Kapitel 1 zu den Grenzwerten für die Anzahl der Gründer und die Größe der Zuchtpopulation.

Insgesamt scheinen ex situ-Zuchtprogramme durchaus geeignet zu sein um die genetische Vielfalt bedrohter Arten zu erhalten. Wichtig ist eine ausreichend große Zahl genetisch variabler Gründer und ein sorgsames Zuchtmanagement. Allerdings lässt sich langfristig aufgrund der kleinen Populationsgrößen Inzucht und der Verlust genetischer Vielfalt in Zoopopulationen nicht vermeiden. Die Fallbeispiele untermalen den großen Nutzen den genetische Untersuchungen für die Kontrolle und Verbesserung von Erhaltungszuchtprogrammen haben.

Abstract:

Nowadays, there is an increasing number of species which depend on ex situ conservation programmes for survival. However, the efficiency of the ex situ breeding programmes has so far rarely been evaluated systematically. The aim of this thesis was to first of all review the current knowledge on the effects of captive breeding on the genetic diversity of endangered species (Chapter 1). The studies presented here also aim at evaluating whether ex situ breeding programmes can meet the goals set by the Word Association of Zoos and Aquariums (WAZA). The literature review revealed, that on the long term, captive breeding always leads to a loss of genetic diversity (e. g. Kraaijeveld-Smit et al. 2006; Frankham et al. 2010). However, the data also indicated, that this effect can be counteracted by a thorough management of the captive population. The analyses presented in Chapter 1 suggest, that there is a minimum number of founders (15) and a minimum captive population size (100), which are necessary to minimize inbreeding and to conserve a high amount of genetic diversity. However, the review also showed, that there is still a great need for further research on the genetic effects of captive breeding. In order to be able to evaluate the efficiency and success of captive breeding programmes it is of fundamental importance to compare captive populations to natural wild populations. Additionally there is a need to study the genetic adaptations to captive environments in endangered species (Frankham 2008), which indicates an increasing need for the use of non-neutral marker systems. Also, there is a need for an increase in the implementation of the knowledge gained by scientific research into the planning and management of current breeding programmes.

Chapters 2 and 3 deal with case studies for the genetic analysis of ex situ populations. Genetic data from the European wildcat (Felis silvestris silvestris) (Chapter 2) revealed, that hybrids or even domestic cats must have been integrated into the captive population. Only about one third of the analysed captive individuals possessed the mitochondrial haplotype found in wild populations. Hence, none of the captive individuals can be recommended for breeding. This leads to the necessity to acquire new founders from the wild populations to effectively conserve the genetic diversity of this species. Furthermore, it would be advisable to abstain from reintroductions using the captive population as a source, as the wild populations are already expanding naturally. The genetic data presented in this study provides valuable basic information for the establishment of a studbook. An analysis of the keeping conditions for this species (Chapter 4) revealed, that the current conditions by far exceed the minimum requirements set by law. Yet, the comparison with recommendations from behavioural studies on small felids (Shepherdson et al. 1993; Mellen et al. 1998;Hartmann 2007; Hönig & Gusset 2010) indicated, that there is a potential for optimization concerning the contact to the keepers and the feeding.

In Chapter 3 a genetic analysis of the captive population of the Arabian sand cat (Felis margarita harrisoni) is presented. Despite its smaller captive population size and the smaller number of founders, a high amount of genetic diversity is found in the captive population of this species. The results indicate, that the 18 founders of this breeding programme must have been genetically highly diverse and unrelated. This study also highlights the benefit of genetic studies in established breeding programmes with detailed pedigree, as an error could be detected in the studbook. The results of this analysis also confirm the minimum values for the number of founders and the captive population size which were determined in Chapter 1.

In general, ex situ breeding programmes seem to be suitable to retain a high amount of the genetic diversity of endangered species. However, it is crucial that the population is based on a sufficient number of genetically divers founders and is afterwards carefully managed. Nevertheless, on the long term, inbreeding and a loss of genetic diversity cannot be avoided in captive populations due to restrictions in population size. The case studies presented here highlight the great value of genetic studies for the evaluation and optimization of ex situ breeding programmes.

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The genetic consequences of ex situ breeding in the European wildcat (Felis silvestris silvestris) and the Arabian sand cat (Felis margarita harrisoni)

Beobachtungen zur Eignung des Mähnenspringers (Ammotragus lervia, Pallas) zur Wildfarmhaltung oder Domestikation.

Diplomarbeit

124 Seite

Fachbereich Biologie, Prof. Dr. Hemmer
Johannes-Gutenberg Universität Mainz
Zoo Vivarium Darmstadt und andere

Zusammenfassung:

Vier Mähnenspringergruppen wurden bei unterschiedlichen Haltungsbedingungen im Hinblick auf ihre Sozialstruktur und ihre Aktivitätsorganisation qualitativ und quantitativ beobachtet und mit anderen Vertretern des Schaf-Ziegen-Verwandtschaftskreises verglichen. Zusätzlich wurden Untersuchungen zur Bestimmung der relativen Hirngröße dargeführt und Daten über den Zuchterfolg in Zoologischen Gärten gesammelt.
Die Gruppen zeigten ein sehr enges Sozialgefüge und waren durch ein hohes Maß an psychosozialer Toleranz sowohl im weiblichen, als auch im männlichen Geschlecht außerhalb der Brunftperiode, gekennzeichnet.

In Abhängigkeit von den angewandten Auswertungsmethoden ließ sich für Mähnenspringer weder eine eindeutig wildtiertypische noch eine speziell haustiertypische Aktivitätsorganisation ermitteln. Bezüglich seiner relativen Hirngröße rangiert Ammotragus weit über den Vorfahren unserer Hausziegen bzw. –schafe und liegt etwa im Bereich der zentralasiatischen Wildschafe.

Trotz enger Gemeinschaftshaltung im Zoo gegenüber Kleingruppen unter natürlichen Lebensbedingungen konnte eine hohe Reproduktionsrate ermittelt werden, die mit einer weitgehenden Auflösung des in Freiheit beobachteten Brunftzyklus einhergeht und somit eine wichtige Voraussetzung für guten Zuchterfolg darstellt.

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Zoobeobachtungen zum Verhalten des Binturongs – speziell zum Gebrauch des Wickelschwanzes.

Diplomarbeit

145 Seite

Fachbereich Biologie, Universität Kaiserslautern
Leitung: Prof. Dr. Walter Pflumm
Zoo Vivarium Darmstadt

Zusammenfassung:

Im Vivarium Darmstadt wurden an einer Binturong-Gruppe Untersuchungen zu den Aspekten „Einsatz des Wickelschwanzes“ und Boden-Baumtier-Problematik“ durchgeführt. Im Anhang der vorliegenden Arbeit sind weitere Zoobeobachtungen über das verhalten des Binturongs aufgelistet.
Die Experimente zum Schwanzeinsatz des Binturongs beim Laufen auf Ästen wurden mit zwei 2-3 Monate alten Tieren durchgeführt. Den Versuchstieren wurden drei unverzweigte Äste verschiedener Beschaffenheit  und ein verzweigter Ast mit zwei Astgabeln angeboten. Die Äste waren mit unterschiedlichen, genau definierten Steigungswinkeln aufgestellt. Die Tiere wurden konditioniert, die Äste hinauf- und hinunterzulaufen.
Die Untersuchungen lieferten folgende Ergebnisse:
1.    Variiert man den Steigungswinkel der unverzweigten Äste, so ist der Anteil der Aufstiege mit Astkontakt und die relative Häufigkeit der Astkontakte beim Aufstieg bei höheren Steigungswinkeln größer als bei niederen. Ein entsprechendes Ergebnis erhält man beim Abstieg. Die Befunde sprechen dafür, daß der Wickelschwanz dem Binturong zur Sicherung dient.
2.    Die relative Häufigkeit der Astkontakte beim Laufen auf unverzweigten Ästen ist nicht nur von der Steigung des jeweiligen Astes abhängig, sondern auch von dessen Beschaffenheit. Dies ist ein weiterer Hinweis auf eine Sicherungsfunktion des Wickelschwanzes. Die einzelnen Komponenten der Astbeschaffenheit bewirken zusammen, ob der Binturong guten oder schlechten Halt an dem Ast findet.
3.    Bei mittleren und besonders bei hohen Steigungswinkeln ist die relative Häufigkeit der Astkontakte beim Abstieg auf unverzweigten Ästen höher als beim Aufstieg. Dies lässt sich wahrscheinlich auf weitere Funktionen des Wickelschwanzes zurückführen, die beim Auf- und Abstieg verschieden sind.
4.    Sowohl beim Auf- als auch beim Abstieg treten beim Laufen auf unverzweigten Ästen unterschiedliche Formen des Astkontaktes auf. Beim Aufstieg erfüllt der Wickelschwanz besonders bei hohem Steigungswinkel eine Stützfunktion. Beim Abstieg kommt den unterschiedlichen Formen des Astkontaktes ein unterschiedlich starker Sicherungs- bzw. Bremseffekt zu. Dafür spricht der Befund, daß mit zunehmendem Steigungswinkel beim Abstieg eine bestimmte Schwanzhaltung durch eine weitere ersetzt wird.. Bei Astkontakt in lose umwickelter Schwanzhaltung handelt es sich um den Astkontakt mit dem stärksten Sicherungs- bzw. Bremseffekt.
5.    Variiert man den Steigungswinkel des verzweigten Astes, so ist beim Aufstieg die relative Häufigkeit der Astgabelkontakte an der unteren Astgabel bei höheren Steigungswinkeln größer als bei niederen. Bei einem der Versuchstiere trifft diese Aussage bei der oberen Astgabel ebenfalls zu. Beim Abstieg ist  bei den Versuchstieren an beiden Astgabeln die relative Häufigkeit der Astgabelkontakte bei höheren Steigungswinkeln größer als bei niederen. Diese Ergebnisse sprechen  dafür, daß der Binturong seinen Wickelschwanz an den Astgabeln zur Sicherung einsetzt.
6.    In Abhängigkeit von der Höhenlage der beiden Astgabeln an dem Ast treten Unterschiede zwischen den relativen Häufigkeiten der Astgabelkontakte auf. Der Binturong setzt seinen Wickelschwanz in einigen Winkelbereichen bei größerer Höhendifferenz zum Boden (an der oberen Astgabel) häufiger ein als bei geringer Höhendifferenz (an der unteren Astgabel). Dies weist wiederum auf eine Sicherungsfunktion des Wickelschwanzes an den Astgabeln hin.
7.    Im Gegensatz zum Aufstieg, bei dem fast ausschließlich nur eine Form des Astgabelkontaktes auftritt, sind beim Abstieg verschiedene Formen des Astgabelkontaktes zu sehen. Der Wickelschwanz erfüllt beim Abstieg an den Astgabeln eine Sicherungs- und Bremsfunktion. Mit zunehmendem Steigungswinkel wird eine Schwanzhaltung durch eine weitere ersetzt. Dies spricht für einen unterschiedlich starken Sicherungs- bzw. Bremseffekt. Der verschiedenen Formen des Astgabelkontaktes beim Abstieg. Bei dem Seitenastkontakt in wickelnder Schwanzhaltung handelt es sich um den Schwanzeinsatz mit der stärksten Sicherungs-  und Bremswirkung an den Astgabeln.
8.    Junge Binturongs om Alter von 6-7 Wochen sind nicht fähig, sich über längere Zeit nur mit ihrem Wickelschwanz aufzuhängen. Im Alter von 4-15 Monaten führen sie dieses Verhalten häufig und zum Teil einige Minuten lang aus. Adulte Binturongs zeigen das freie Aufhängen am Wickelschwanz fast nie.
Die Untersuchungen zur Boden-Baumtier-Problematik wurden an einem adulten Weibchen und einem ca. 9 Monate alten Jungtier durchgeführt. Registriert wurde die Aufenthaltsdauer am Boden bzw. im Geäst während der Aktivitätszeit (Jeweils 18 Stunden) der Tiere. Dabei zeigte sich, daß diese beiden Binturongs sowohl den Boden als auch das Geäst als Aufenthaltsort wählen.

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