Aspects of the Reproductive Biology of Sengis (Macroscelidea) in general and the Postnatal Development of the Short-eared Sengi (Macroscelides proboscideus) in particular.

Dissertation Dr. rer.nat.

133 Seiten, 31 Abbildungen, 11 Tabellen, 4 Anhänge

Fachbereich Biologie und Geographie an der Universität Duisburg-Essen (Betreuer: Prof. Dr. H.Burda) und
Zoologischer Garten Wuppertal (Direktor: Dr. Ulrich Schürer)

Voller Text

Zusammenfassung:

Rüsselspringer oder Elefantenspitzmäuse (Macroscelidea) werden seit mehr als einem Jahrhundert wissenschaftlich untersucht, jedoch sind Informationen zu ihrer Biologie lückenhaft und zusammenhanglos. Die Fortpflanzungsbiologie von Rüsselspringern wird am besten im Kontext zu ihrer Evolutionsgeschichte verständlich. Ihre Phylogenie war lange Gegenstand von Spekulationen und Kontroversen. Diese Arbeit hat zum Ziel, Erkenntnisse aus der Molekulargenetik mit morphologischen Methoden zu unterstützen und somit zu einem besseren Verständnis ihrer Stammesgeschichte beitragen. Rüsselspringer gehören zu den Afrotheria, einer Gruppe von endemischen afrikanischen Säugetieren. Diese Verwandschaftsbeziehungen fanden hier besondere Berücksichtigung.

Kapitel 1 faßt das bisherige Wissen über Aspekte der Fortpflanzungsbiologie der Ordnung Macroscelidea zusammen. Einige Charakteristika sind für Kleinsäuger ungewöhnlich. Zu wichtigen Reproduktionsparametern zählt, dass Rüsselspringer Nestflüchter sind und monogam leben. Daneben sind einige Arten zu Polyovulation und post-partum- Östrus befähigt. Während ihrer relativ langen Lebensdauer erreichen sie eine bemerkenswerte Geburtenrate.

In den Kapiteln 2 und 3 wandte ich morphologische Methoden zur Untersuchung phylogenetischer Verwandschaftsbeziehungen an. Morphologische Meßpunkte wie die Position von Penis und Zitzen wurden festgelegt. Die Position des Penis diente der Unterscheidung der Gattungen Petrodromus und Macroscelides, jedoch nicht zu oder zwischen den anderen Gattungen. Dieses Ergebnis bestätigt neuere taxonomische Schlussfolgerungen zur weniger engen Verwandtschaft dieser beiden Taxa. Die Lage der Zitzen führte zur taxonomischen Unterscheidung von 3 der 4 Gattungen, zwischen Elephantulus und Macroscelides besteht kein bedeutsamer Unterschied. Nur bei den beiden Arten Petrodromus tetradactylus und Elephantulus rozeti wurden beim Männchen Zitzen gefunden, was Ergebnisse neuerer Untersuchungen zur engen Verwandschaft dieser beiden Taxa bestätigte. Die Anordnung der Zitzen definierte ich für alle 4 Gattungen in einer gattungsspezifischen Formel, wobei zwischen antebrachialer, abdominaler und inguinaler Position unterschieden wurde. Kein Rüsselspringer zeigte dorsolaterale Zitzen, wie sie bei der Felsenratte (Petromus typicus) bekannt sind.
Das Milchdrüsengewebe einer männlichen und weiblichen Rüsselratte (P. tetradactylus) wurde mit verschiedenen histologischen und histo-chemischen Methoden in Kapitel 4 untersucht. Die Egebnisse ergaben beim Männchen eine funktionsfähige Milchdrüse mit aktivem Milchgewebe. Die Drüsenendstücke unterschieden sich geschlechtsspezifisch. Beim Weibchen fanden sich typische Drüsenendstücke, Milchgänge sowie Milchsinus und Zitzenkanal. Die Drüsenendstücke des Weibchens befanden sich in der Drüsenperipherie, die des Männchens im Bindegewebe der Zitze. Die Funktion von Milchdrüsengewebe bei der männlichen Felsenratte bleibt unklar, da sich bei keiner Rüsselspringerart die Männchen an der Jungenaufzucht beteiligen. Apokrine Duftdrüsen wurden bei beiden Geschlechtern an der Zitzenbasis gefunden, was die große Bedeutung der olfaktorischen Kommunikation für Rüsselspringer unterstreicht.

Die Kapitel 5 und 6 beschäftigen sich mit post-natalem Wachstum. In Kapitel 5 wurden Körpermaße wie die Längen von Kopf-Rumpf, Ohr, Schnauze, Fibrissen, Schwanz und Hinterfuß sowie das Körpergewicht post-mortem bei zoogeborenen Kurzohr-Rüsselspringern (Macroscelides proboscideus) verschiedenen Alters vermessen und mit Hilfe des Gompertz-Wachstumsmodells analysiert. Dabei konnten erhebliche Unterschiede beim Wachstum der verschiedenen Körpermaße im Hinblick auf die Wachstumskonstante (K) und den Zeitpunkt des schnellsten Wachstums (I) festgestellt werden. Bei Fibrissen und Schnauze konnte generell das schnellste Wachstum verzeichnet werden, beim Ohr das langsamste. Die Annäherung an die Asymptote (A) für die adulte Länge von Schwanz und Ohr, sowie für das Adultgewicht zeigte sich in Anwendung des Wachstumsmodells später als es der sigmoidale Kurvenverlauf der direkten Meßwerte vermuten ließ. Der Hinterfuß erreichte seine Adultlänge früher als die anderen Körperteile, für die Adultmaße ungefähr beim Einsetzen der Geschlechstreife (ca. 45. Lebenstag) ermittelt wurden. Keine Signifikanz konnte für geschlechtsspezifischen Dimorphismus der im Modell ermittelten geschätzten Adultmaße festgestellt werden.

Die tägliche individuelle Gewichtszunahme von zoolebenden Kurzohr-Rüsselspringern von den ersten Lebenstagen an bis ins Erwachsenenalter war Gegenstand der Untersuchung in Kapitel 6. Die Ergebnisse des vorherigen Kapitels konnten auf der Grundlage von kompletten Meßreihen der Gewichtsentwicklung überprüft und mit Hilfe des Gompertz-Modells analysiert werden. Die Wachstumsparameter K, I und A wurden mit Aspekten der Fortpflanzungsbiologie von Rüsselspringern in Zusammenhang gesetzt und konnten gleichzeitig mit den für andere Arten aus der Literatur bekannten gleichen Wachstumsparametern verglichen werden. Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen bezüglich Wachstum oder Adultmaß beim Körpergewicht. Das Ergebnis für das Erreichen des Adultgewichtes entsprach mit 45 Tagen dem Ergebnis des vorherigen Kapitels.

Summary:

Sengis have been studied for more than a century but information on their biology is still scattered. The reproductive biology of sengis is best understood in the context of their evolutionary history. Their phylogeny has long been the subject of much speculation and controversy. This thesis aims to consolidate molecular findings of other studies with morphological methods and thus, to contribute to a better understanding of their phylogeny. Sengis are members of the Afrotheria, an African clade of mammals, and particular attention was paid in this study to their relationships to other afrotheres.

Chapter 1 summarizes the knowledge on reproductive parameters across the order Macroscelidea from the literature. Various reproductive characteristics are unusual for a small mammal. The most important traits in the life history of sengis in terms of reproduction are precociality and monogamy as well as the ability of some species to poly-ovulate and to perform post-partum oestrus. Further, they have a very long lifespan with high fecundity rates.

In chapters 2 and 3 I apply morphological methods to investigate phylogenetic relationships. Morphological landmarks such as the position of penis and teats were defined. The position of the penis is of utility in distinguishing between the genera Petrodromus and Macroscelides, but not between any other genera of sengi, supporting recent taxonomic conclusions regarding the relationship of these two taxa. Teat position is useful in taxonomic distinction among the three of the four genera, only between Macroscelides and Elephantulus there was no difference. Only in two species teats were found on males: Elephantulus rozeti and Petrodromus tetradactylus but not on other species examined. This supports the recent taxonomic conclusions regarding the relationship of these two taxa. The arrangement of teats was determined in a formula for each genus which distinguishes between antebrachial, abdominal and inguinal regions. No sengi exhibited teats situated dorsolaterally to the extent of those in rock-dwelling mammals such as Petromus typicus.

In chapter 4 mammary tissue of a female and male P. tetradactylus was examined with different histological and histochemical methods. The results reveal a potentially functioning mammary gland in male Petrodromus with evidence of active mammary tissue. The secretory units (acini) are sexually dimorphic. In the female typical acini, milk ducts, cisternal milk sinus and a teat canal can be distinguished. The acini of the females occur in the periphery of the gland whereas acini in the male teat occur in the connective tissue of the teat. The function of mammary tissue in male Petrodromus is not clear because males of none of the sengi species contribute to the raising of their young. Apocrine scent glands were found in both genders at the base of the teat which underlines the importance of chemical communication for sengis.

In chapter 5 body measures (mass, length of body, head, ear, snout, whiskers, tail, hind foot) of captive short-eared sengis (Macroscelides proboscideus) were taken post mortem and then fitted to the 3-parameter Gompertz model There was considerable variation of the growth parameters of these body measures in terms of growth constant (K) and inflection age (I). Whiskers and snout had the fastest growth, the ears the slowest. The asymptotic value of the growth model (A) in terms of adult length of tail and ear as well as body mass was exceeded later then the sigmoidal curves suggested but nevertheless, adult size of all body parts is achieved at about sexual maturity (ca. 45 days), except hind foot length which reached its maximum earlier. No significant sexual dimorphism in the estimated adult size could be determined.

Chapter 6 refines the results regarding body mass growth during the ontogeny of individual short-eared sengis which were weighed on a nearly daily basis from their first days of life until adulthood. The Gompertz growth model was used to generate the growth parameters K, I and A which were compared with data on the reproductive biology of sengis. Furthermore, the growth parameters for Macroscelides were compared with those of various species obtained from the literature.Adulthood is reached when adult size matches with sexual maturity, at about 45 days. There were no significant differences between males and females in growth or adult body mass size.

olbricht-biblio

The elephant's hoof: Macroscopic and microscopic morphology of defined locations under consideration of pathological changes.

Dr. Vet. med. Dissertation

146 Seiten

Veterinär-Anatomisches Institut der Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich
Prof. Dr. Hans Geyer, Referent
Prof. Dr. Klaus Eulenberger, Korreferent
Mehrere Zoos in der Schweiz, in Deutschland und den Niederlanden, sowie dem Pinnewala Elephant Orphanage in  Sri Lanka

Voller Text

Zusammenfassung:

Die Arbeit erfasst die normale makroskopische und mikroskopische Morphologie des Zehenendorgans vom Elefanten unter Berücksichtigung von pathologischen Veränderungen. Weiter wurden Biotin-Plasmakonzentrationen untersucht, um Werte als Basis für allfällige Behandlungen zu erhalten.
86 Füsse von 24 asiatischen (Elephas maximus) und 9 afrikanischen (Loxodonta africana) Elefanten wurden makroskopisch erfasst und 727 Gewebeproben von definierten Stellen des Zehendenorgans histologisch untersucht.

Die makroskopische Anatomie zeigt einige Unterschiede zwischen den zwei Arten sowie zwischen Wildtieren und den in Gefangenschaft gehaltenen Elefanten. Dabei bestehen aber einige Parallelen zu anderen Huf- und Klauentieren. Ein wichtiger Befund ist die vergleichsweise dünne Hornschicht an Sohle und Ballen der Zooelefanten (ca. 10mm). Die Hornwand wächst zwischen 5-8 mm / 28 Tage, mit geringeren Wachstumsraten an den Hinterfüssen im Vergleich zu den Vorderfüssen und bei den afrikanischen gegenüber den asiatischen Elefanten. Die histologischen Befunde zeigen an verschiedenen Lokalisationen und zwischen den beiden Spezies ebenfalls relativ geringe Unterschiede und vielfach ähnliche Strukturen wie bei anderen Huf- und Klauentieren. Pathologische Veränderungen wurden auch mikroskopisch erfasst. Am Zehenendorgan werden schlechte Hornqualität mit Vakuolen im Stratum spinosum und erweiterten Markräumen von Hornröhrchen sowie Schwachstellen, wie Mikrorisse nahe der Papillen im Ballensegment, bei den in Gefangenschaft gehaltenen Elefanten und den Wildtieren beschrieben. Nach ersten Biotinplasmaproben wurde 500 ng Biotin pro Liter Plasma als Grenzwert zwischen Elefanten mit und ohne Biotinbehandlung angenommen.
Die Kenntnis der Morphologie und der Wachstumsraten am Zehenendorgan ist eine wichtige Grundlage zur Diagnostik und Therapie von Schäden. Die Morphologie der Füsse ist auch geprägt von Unterschieden des Körperbaus und des Lebensraumes der beiden Elefantenarten. Die histologischen Befunde sind in der Lage, einige der Fussprobleme der Elefanten zu klären, werfen aber auch Fragen zu heutigen Haltungssystemen auf.

Abstract:

This study analyzes the normal macroscopic and microscopic morphology of elephant hooves under consideration of pathological changes. Biotin plasma concentrations are examined to establish values as a basis for possible treatment. 86 feet of 24 Asian (Elephas maximus) and 9 African (Loxodonta africana) elephants were macroscopically examined and 727 histological samples from defined locations of hooves of both species were studied.

The macroscopic anatomy shows differences between the feet of the two species and between wild and captive animals, but similarities to other ungulates. An important finding is the comparatively thin horn layer of the weight bearing surface in zoo elephants (about 10 mm). The horn wall grows between 5 – 8 mm/28 d, depending on feet and species. Minor differences between the feet and species are seen histologically, but with similarities to other ungulates. Poor horn quality in captive elephants’ hooves (e.g. vacuoles in the stratum spinosum, decayed marrows of the horn tubules) and “loci of minor resistance” in captive and wild animals (e.g. micro cracks close to the papillae in the pad segment) are detected. Pathological changes are assessed and described microscopically. On the basis of initial biotin plasma specimens (n = 16), 500 ng biotin/l plasma is estimated to be the approximate borderline between animals with or without biotin supplementation.
Knowledge of morphology and horn growth rates is essential for diagnosis and therapy. Variations in foot appearance between species might reflect differing body builds, origins and habitats. The histological findings might explain some of the foot problems, but also give rise to questions about the quality and correctness of current husbandry techniques.

benz-biblio

Untersuchungen zum Spielverhalten des Gehaubten Kapuziners (Cebus apella) in artifizieller Haltung.

Dissertation

161 Seiten, Abbildungen, Tabellen

Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (Betreuer: Prof. Dr. Günther Hartl) und
Zoologischer Garten Schwerin (Direktor: Dipl.-Biol. Michael Schneider)

Voller Text

Zusammenfassung

In einer Langzeituntersuchung (2005 – 2008 / Pilotstudie) wurde das Spielverhalten Gehaubter Kapuzineraffen (Cebus apella) an einer über eine Zeitspanne von mehr als zehn Jahren homogen gewachsenen, kopfstarken (30 Tiere) und sozial stabilen Focusgruppe im Zoo Schwerin im Rahmen der vorliegenden Schrift systematisch untersucht.

Cebus apella zeigt Spielverhalten im Sinne der wissenschaftlichen Definition. Bereits vorliegende Daten zum Spiel von Cebus apella in Laborhaltung weichen zum Teil signifikant von den im Rahmen vorliegender Untersuchung ermittelten Werten ab. Auf der Grundlage von Beobachtungen an der Focusgruppe im Zoo Schwerin wurde das bisher lückenhaft dokumentierte Spiel von Cebus apella durch Aufzeigen des Spielrepertoires, Kategorisierung der Spielelemente (27 Spielkategorien und 52 Varianten) und deren statistische Verifikation neu definiert und in drei Teilbereiche gegliedert: Solitärspiel, Sozialspiel und Objektspiel. Es muss zwischen Auftreten und Ausprägung des Spiels unterschieden werden. Das Auftreten von Spiel ist bei Gehaubten Kapuzineraffen abhängig von verschiedenen Faktoren: Der Anwesenheit eines dominanten männlichen Gruppenoberhauptes, einer stabilen Sozialstruktur und klaren Rangverhältnissen. Sozialspiel ist zudem abhängig vom Vorhandensein juveniler resp. subadulter Tiere. Darüber hinaus ist die Ausprägung von Spiel abhängig vom beweglichen Gehegeinventar, von der Strukturierung des artifiziellen Lebensraumes sowie von einer ausreichenden verfügbaren Raumgröße. Es besteht eine statistisch nachweisbare Abhängigkeit der Spieldauer von mehreren Faktoren (Zugehörigkeit zu einer bestimmten Sozialgruppe, Zusammensetzung der Spielgruppe, Alter des spielenden Tieres und Spielkategorie).

Zudem ist die Spielbeteiligung abhängig vom Alter des spielenden Tieres und steigt in folgender Reihenfolge: adult, juvenil, subadult. Juvenile und subadulte Kapuzineraffen zeigen zwar ein ähnliches Spielrepertoire wie adulte Gruppenmitglieder, die Häufigkeit der Ausführung unterscheidet sich jedoch. Junge Tiere sind häufiger am Sozialspiel beteiligt als adulte Tiere, was möglicherweise von hoher Bedeutung für die Entwicklung der Bewegungsfähigkeit, der intraspezifischen Kommunikation (Mimik) sowie der Festigung sozialer Bindungen ist. Jungtiere beteiligen sich hingegen selten an Aktionen, welche ein großes Maß an Koordinationsfähigkeit verlangen. Die Ergebnisse legen nahe, dass das Spiel juveniler Kapuziner vor einem gefahrenpräventiven Hintergrund ausgeführt wird.Dem Spiel des Gehaubten Kapuzineraffen kann ein potentieller Selektionswert in einem vorhandenen Zukunftsbezug zugeschrieben werden.

Die Ergebnisse vorliegender Studie stützen die Annahme, dass „Spiel“ die Stabilität sozialer Bindungen fördert und legen nahe, dass umgekehrt Spielverhalten als Indikator für funktionierende Gruppenmechanismen angesehen werden kann. Darüber hinaus zeigen die Resultate, dass die Trainingshypothese des Spiels für Cebus apella angenommen werden kann. Auf der Grundlage der Erkenntnisse können Empfehlungen zur Optimierung der Haltungsbedingungen von Cebus apella in artifizieller Haltung ausgesprochen werden, und zwar hinsichtlich Sozialstruktur, Raumangebot, Gehegeinventar und -strukturierung, Behavioural Enrichment sowie genereller Substitution originärer Lebensraumstrukturen.

Die dokumentierten Ergebnisse zum Spielverhalten von Cebus apella stellen einen essentiellen Beitrag zur Erweiterung unserer Kenntnisse zur Artmonografie und zum Verhalten dieser Neuweltaffenspezies dar. Darüber hinaus liefern sie eine Basis für optimierte tiergartenbiologische Konzeptionen und bieten Ansatz für wünschenswerte weitere Erhebungen und Forschungen zur Einsicht in öko-ethologische und sozio-biologische Zusammenhänge.

Summary

Play behaviour of tufted capuchin monkeys (Cebus apella) was systematically analyzed in a long term study at Schwerin Zoo (2005-2008, pilot study), namely in a homogeneous grown, multitudinous (30 animals) and socially consistent focal group. Cebus apella shows play behaviour in terms of scientific definition.

Available information about play behaviour in Cebus apella in laboratory rearing significantly differs from the data detected in this study. Based on focal group observations, play behaviour in Cebus apella was redefined and subdivided into three components: solitary play, social play and object play by identifying the play repertoire, classification of play elements in categories (27 elements, 52 types), and statistical verification. There are differences between appearance and characteristics of play. The results show appearance of play in tufted capuchins depending on various parameters: presence of a dominant male, strong social structure, and definite rank. Moreover social play depends on the presence of juvenile/subadult conspecifics. Characteristics of play depend on the availability of movable objects, structure of the a rtificial environment, and adequate space. A correlation of play duration and factors a s group affiliation, composition of play group, and age of the playing monkey is verified.

General play involvement is affected by age and increases in following order: a dult, juvenile, subadult. Juvenile and subadult capuchins show similar play repertoire as adult conspecifics, albeit the frequency of demonstration differs. Young capuchins are involved in social play more frequently compared to adults, possibly because it is potentially essential for development of motivity, intraspecific communication (facial ex pression), and social bonds. Young capuchins rarely participate in actions that require the ability of coordination to a great extend. Furthermore the results suggest a demonstration of play in juvenile Cebus apella particularly against the background of risk prevention. Play behaviour of tufted capuchin monkeys can be ascribed a potential selection benefit in the existence of future reference. The results confirm the assumption that play enhance stability of social bonds and suggest play as indicator of functioning group mechanisms. Furthermore the results affirm the “training theory of play” in reference to Cebus monkeys.

Based on these results recommendations for optimizing rearing conditions of Cebus apella in artificial rearing (concerning social structure , space, enclosure inventory, enclosure structure, behavioural enrichment, and substitution of wildlife habitat) can be published.
The documented results represent an essential contribution of our understanding of species monograph and behaviour of Cebus apella . Furthermore the results establish a basis for optimizing concepts of zoobiology and provide an approach for further research.

prinz-biblio

Aspekte des Verhaltens und der Physiologie männlicher Flachlandgorillas (Gorilla g. gorilla) in Familien- und Junggesellengruppen.

Behavioural and physiological aspects of male lowland gorillas (Gorilla g. gorilla) in family- and all male groups.

Vet. med. Dissertation

148 Seiten

Fachgebiet Tiergartenbiologie und Zootiermedizin der Tierärztlichen Hochschule Hannover und Abteilung für Reproduktionsbiologie des Deutschen Primatenzentrums in Göttingen
Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. Michael Böer und Prof. Dr. J. Keith Hodges
Zoo Köln, Zoo Krefeld, Zoo Heidelberg, Loro Parque (Spanien) und Paignton Zoo (UK) sowie verschiedene andere Europäische Zoos

Voller Text

Zusammenfassung:

Informationen zur Haltung von männlichen Flachlandgorillas (Gorilla g. gorilla) in Jung-gesellengruppen in Menschenobhut sind rar. Im Gegensatz zu Gruppen dieses Typus im Freiland sind die Gruppen in Menschenobhut künstlich zusammengesetzt. Zusätzlich steht ihnen ein eingeschränktes Platzangebot zur Verfügung. Des weiteren sind die für diesen Gruppentyp im Freiland charakteristischen, häufigen Migrationen in Menschenobhut nicht in dieser Form möglich. Bisher ist kaum bekannt, inwieweit diese Einschränkungen Auswirkungen auf das Verhalten sowie die Physiologie der Gorillas haben.

Um diesbezügliche Informationen zu gewinnen, wurden im Rahmen dieser Studie verschiedene Aspekte des Verhaltens sowie endokrinologische Parameter bei in Junggesellengruppen lebenden Gorillas charakterisiert und mit parallel aufgenommenen Daten von männlichen Gorillas aus Familiengruppen verglichen. Zu diesem Zweck wurden zum einen Verhaltensdaten aus den Bereichen Solitär-, Sozialverhalten und räumliche Distanzen aufgenommen und zum anderen mit Hilfe von Androgen- und Glucocorticoidanalysen aus Urin die endokrine Gonaden- und Adrenalfunktion der Tiere nicht-invasiv erfaßt. Detaillierte Verhaltensbeobachtungen und die Erfassung der hormonphysiologischen Parameter wurden dabei über einen Zeitraum von jeweils zwei bis vier Monaten bei 15 männlichen Fokustieren aus jeweils zwei Familien- und Jung-gesellengruppen durchgeführt. Zur Schaffung einer größeren Vergleichsbasis bezüglich der endokrinologischen Daten wurden zusätzlich von 12 weiteren männlichen Gorillas aus elf Familiengruppen sowie von vier Tieren aus einer weiteren Junggesellengruppe Proben gesam-melt. Darüber hinaus wurden weitere Proben von acht Gorillas für eine vorangestellte Validierung der endokrinologischen Nachweisverfahren gesammelt.

Beim Vergleich der ausgeübten solitären Verhaltensweisen zeigten sich vor allem Unterschiede in der Dauer von Futteraufnahme und Ruheverhalten. Diese Unterschiede waren hauptsächlich management- und altersbedingt, standen aber nicht im Zusammenhang mit dem Gruppentyp. Im Gegensatz dazu gab es deutliche Unterschiede im Sozialverhalten, in den Dominanzverhältnissen und im Distanzverhalten zwischen den Männchen aus Familien- und Junggesellengruppen. Gorillas aus Junggesellengruppen führten einen niedrigeren Anteil an Sozialverhalten aus, was interessanterweise sowohl affiliative als auch agonistische Interaktionen betraf. Dabei zeigte nur ein Teil der dominanten Gorillas aus Junggesellengruppen ähnlich häufig agonistische Interaktionen wie Männchen aus Familiengruppen. Im Gegensatz zu Familiengruppen, in denen die Dominanzverhältnisse unter den Männchen eindeutig waren, lagen in Junggesellengruppen häufig unklare Dominanzbeziehungen und daher eine eher instabile Gruppensituation vor. In bezug auf die räumliche Verteilung der Gorillas zeigt sich, daß die Tiere in Junggesellengruppen generell größere interindividuelle Distanzen zueinander einnahmen, und sich insbesondere ältere Männchen überwiegend außerhalb des Gruppenkreises aufhielten. Trotz der deutlichen Unterschiede im Verhalten zeigten sich in bezug auf die endokrinologischen Parameter keine klaren Unterschiede zwischen Männchen aus Familien- und Junggesellengruppen. Sowohl die Androgen- als auch die Glucocorticoidkonzentrationen waren zwischen Tieren gleicher Altersstufen aus den beiden Gruppentypen vergleichbar, so daß weder eine negative Be-einflussung der männlichen endokrinen Gonadenfunktion noch eine erhöhte endokrine Adrenalaktivität bei Gorillas aus Junggesellengruppen nachgewiesen werden konnte.

Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, daß die Haltung von Gorillas in Junggesellengruppen zwar einen deutlichen Einfluß auf die interindividuellen Beziehungen zwischen den Männchen sowie das gezeigte Verhaltensmuster hat, was sich jedoch nicht in meßbaren Veränderungen der untersuchten endokrinen Parameter niederschlägt. Obwohl die Ergebnisse durch weiterführende Untersuchungen abgesichert werden sollten, lassen sie vermuten, daß trotz der deutlichen Verhaltensunterschiede keine generelle physiologische Belastung der in Junggesellengruppen lebenden Tiere gegeben ist. Die Haltung überzähliger Männchen in Junggesellengruppen kann damit als adäquate Haltungsform beurteilt werden. Da die Verbände jedoch nicht stabil sind und zumindest zeitweise sehr hohe Aggressionsraten auftreten können, stellt die Haltung dieses Gruppentyps hohe Anforderungen an die Haltungsbedingungen.

Abstract:

Information about the housing of male lowland gorillas (Gorilla g. gorilla) in all male groups in captivity is rare. In contrast to wild gorilla groups of this type, groups in captivity are established artificially. Additionally, space is limited in captivity and frequent emigrations, which are characteristic for wild groups, cannot take place. So far little is known if, and to what extend, these limitations, have any effect on the behaviour and physiology of the gorillas involved. In order to address the questions, different aspects of the behaviour as well as endocrine parameters of males living in all male groups have been characterised in the present study and compared to data recorded in parallel from males living in family groups. Behavioural observations focused on the collection of data on solitary and social behaviour as well as distance parameters. In addition adrenal and gonadal function were assessed non-invasively based on androgen and glucocorticoid analysis from urine. Behavioural data collection and determination of endocrine parameters were carried out over a period of two to four months on 15 male gorillas, living in two family and two all male groups. To achieve a more solid basis for comparison concerning the endocrine data, urine samples were collected from additional 12 male lowland gorillas from eleven family groups, as well as from additional four gorillas, living in an all male group. Furthermore, additional samples from eight gorillas were collected for a biological validation of the endocrine methodology.

Comparison of the pattern of solitary behaviour revealed differences in the duration of feeding and resting time. These differences were mainly related to effects of husbandry and age, but not to the type of group. In contrast, clear differences in social behaviour, dominance relations and distance behaviour existed between males living in family and all male groups. Gorillas in all male groups performed a lower rate of overall social behaviour which, interestingly, affected both the affiliative as well as the agonistic interactions. Only some of the dominant gorillas in the all male group showed similar frequent agonistic interactions as males living in family groups. Contrary to family groups, in which clear dominance relationships between males existed, in all male groups dominance relations were often unclear, resulting in a rather unstable group situation. Regarding the dispersal of the gorillas, males in all male groups generally showed greater interindividual distances and in particular older males stayed mainly outside the group.
Despite the clear differences in the behaviour no clear differences in endocrine parameters between males in family and all male groups were found. Androgen and glucocorticoid concentrations were comparable between gorillas of the same age class in both group types. Thus neither a suppression of male endocrine gonadal function, nor an elevated endocrine adrenal function of gorillas in all male groups was detected. To sum up, housing of gorillas in all male groups has a clear influence on the interindividual relationships between males, as well as on the behaviour which, however, is not reflected in the tested endocrine parameters.

Although the results should be substantiated through future studies on this topic, the data suggest, despite the clear differences in the behaviour, that gorillas housed in all male groups are generally not physiologically stressed. The housing of surplus males in all male groups can therefore be considered an adequate form of husbandry. However, as these groups are less stable and high levels of aggression may occur, maintaining gorillas in this group type makes high demands on the management and housing conditions.

wolff-biblio

Untersuchung des Atmungstraktes bei Meeressäugetieren durch Auskultation mittels elektronischverstärktem Stethoskop

Examination of the respiratory tract of marine mammals through auscultation with an electronically enhanced stethoscope

Vet. med. Dissertation

129 Seiten

Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Leipzig
Betreuer: Prof. Dr. Klaus Eulenberger
Zoo Duisburg und andere Delphinarien

Voller Text

Zusammenfassung:

Die Auskultation gehört bei vielen Tieren, zumindest bei Verdacht einer Lungenerkrankung, zu einer der wichtigsten diagnostischen Möglichkeiten, da Atemgeräusche viele Informationen über die Physiologie und Pathologie der Lunge liefern können. Bei Meeressäugetieren kommen Lungenerkrankungen sehr häufig vor und werden oft auch als deren Haupttodesursache genannt.

In dieser Studie wurden mittels eines elektronischen Stethoskops “[thestethoscope)” der Firma Meditron® Atemgeräusche von 20 Großen Tümmlern (Tursiops truncatus), 6 Kalifornischen Seelöwen (Zalophus californianus), 5 Südafrikanischen Seebären (Arctocephalus pusillus) und einem Risso-Delphin (Grampus griseus) auf genommen und mit dem Adobe Audition 1.5® Programm analysiert. Außer dem Risso Delphin hatte keines der untersuchten Tiere Anzeichen einer Erkrankung des Respirationstraktes.

Für die Aufnahmen stationierten die Tiere an einer bestimmten Stelle und atmeten „auf Kommando“. Das Stethoskop wurde dabei mit der Hand auf die zu auskultierenden Stellen des Thorax gehalten. Als Vergleich wurden bei einigen Tieren auch Atmungen „nicht auf Kommando“ aufgezeichnet.
Die Analyse mittels Adobe Audition® zeigte, dass in allen Atmungen „auf Kommando“ die Exspirationsphase bei Großen Tümmlern kürzer war als die Inspirationsphase. Aufnahmen „nicht auf Kommando“ sowie die Aufnahmen bei Südafrikanischen Seebären und Kalifornischen Seelöwen lieferten keine eindeutige Differenz in der Dauer zwischen den beiden Atemphasen.

Die Dauer einer gesamten Atmung bei klinisch gesunden Großen Tümmlern war mit 0,85 sec bei Atmungen „auf Kommando“ und mit 0,71 sec bei Atmungen „nicht auf Kommando“ deutlich länger als in der Literatur angegeben. Der Risso Delphin mit einer klinischen Bronchopneumonie fiel bei der Betrachtung der Dauer der Atmungen deutlich auf, da sich sowohl die Dauer der Exspiration als auch die Dauer der Inspiration mit schlechterem Allgemeinbefinden des Tieres verlängerten.

Die höchsten Frequenzen der Atemgeräusche erstreckten sich bei den Zetazeen bis über 2000 Hz und bei Pinnipeden bis weit über 1000 Hz, wobei bei allen Tieren Schwankungen sowohl zwischen den einzelnen Aufnahmen als auch zwischen den einzelnen Individuen im Frequenzspektrum der Geräusche auftraten. Diese Variationen sind vermutlich physiologisch.

Nebengeräusche spielten vor allem in der Exspirationsphase bei Atmungen „auf Kommando“ bei Großen Tümmlern eine Rolle und sind vermutlich vergleichbar mit „forced expiratory wheezes“ beim Menschen. Alle Nebengeräusche konnten klar in Giemgeräusche und „spezielle Geräusche“ unterteilt werden. Giemgeräusche konnten bei Großen Tümmlern weiter differenziert werden in hoch- und tieffrequente Giemgeräusche oder nach dem Muster der Geräusche im Frequenzspektrum in drei verschiedene Formen (Form A, B oder C). „Spezielle Geräusche“ eines Großen Tümmlers wichen deutlich von der Norm ab, da in jeder Atmung ein abnormales Geräusch mit sehr hoher Intensität in der Exspirationsphase zu hören war.

Im Vergleich zu anderen wissenschaftlichen Methoden ist die Auskultation mittels Stethoskop relativ einfach. Mittels dieser Methode konnten in der vorliegenden Arbeit bei den untersuchten Meeressäugetieren verwertbare und reproduzierbare Lungengeräusche aufgenommen werden. Einige, bisher bei diesen Tieren noch völlig unbekannte, basale Parameter von Lungengeräuschen wie z.B. Dauer der Atemphasen, Frequenzen der Atemgeräusche und das Auftreten sowie die Charakterisierung von Nebengeräuschen, wurden beschrieben und bilden so die Grundlage für weitere Arbeiten.

Abstract:

Auscultation is one of the main diagnostic methods used in cases of suspected pulmonary diseases in many species, as respiratory sounds contain significant information on the physiology and pathology of the lungs and airways. Respiratory diseases are quite frequent in marine mammals and are often listed as one of their main causes of death.

In this study, respiratory sounds of 20 bottlenose dolphins (Tursiops truncatus), 6 California sea lions (Zalophus californianus), 5 South African fur seals (Arctocephalus pusillus) and one Risso's dolphin (Grampus griseus) were recorded with the electronically enhanced stethoscope "[thestethoscope)” from Meditron® and analyzed with the Adobe Audition 1.5® program. Except for the Risso's dolphin all animals had no signs of respiratory disease. For the recordings the animals stationed at one spot and breathed "on command" while the stethoscope was placed on the selected areas of the thorax. To compare these sounds, a few recordings were done with some animals breathing normally - "not on command". The analysis with Adobe Audition® showed that in all breathings "on command" of the bottlenose dolphins the duration of the expiration was significantly shorter than the duration of the inspiration. In recordings of breaths "not on command" as well as in recordings of the South African fur seals and the California Sea lions there was no clear pattern concerning the duration of expiration or inspiration.

It was demonstrated that the duration of a complete breathing cycle of clinically healthy bottlenose dolphins was significantly longer - with 0,85 sec when breathing "on command" and with 0.71 sec when breathing "voluntarily" - than the duration given in the literature. The Risso's dolphin with bronchopneumonia showed noticeable differences concerning the duration of the breath sounds. The duration of the expiration and the inspiration became longer when the health condition of the animal got worse.

The highest frequencies of the breath sounds reached over 2000 Hz in cetaceans and over 1000 Hz in pinnipeds, but the variation of the frequency spectra was very hight in all animals - in the different recordings of one animal as well as between different individuals. These variations presumably represent the physiological range.

Additional noise of respiratory sounds playes an important role during the expiration of breathings "on command" in bottlenose dolphins and could be possibly compared with "forced expiratory wheezes" of humans. All additional lung sounds could be clearly differentiated in "wheezing sounds" or "other special sounds". "Wheezing sounds" of the bottlenose dolphins could be further differentiated in high frequency wheezes and low frequency wheezes or according to their frequency changes over time, in three different types (type A, B or C). "Other special sounds" of one bottlenose dolphin were completely different to all other sounds, being a sound with very high intensities, which could be heard at every expiration.

In comparison with other scientific methods auscultation with a stehoscope is relatively simple. With this method lung sounds of the examined marine mammals could be recorded and analyzed in this study in a consistent and reproducible way. Some unknown baseline parameters of marine mammal lung sounds, for example the duration of a breathing cycle, frequencies of lung sounds and the occurrence and characterization of additional lung sounds, were described and could serve as basic values for further studies.

scharpegge-biblio

Paarbindungsverhalten beim Gibbon (Hylobatidae) - Eine vergleichende ethologische Studie im Zoo

Diplomarbeit

107 Seiten

Fachbereich Biologie der Universität Hamburg
Betreuer:
Prof. Jakob Parzefall, Zoologisches Institut und Museum, Universität Hamburg
Dr. Thomas Geissmann, Tierärztliche Hochschule Hannover
Dr. Ralph Wanker, Zoologisches Institut und Museum, Universität Hamburg
Zoo Duisburg, Zoo Eberswalde, Zoo Mulhouse, Zoo Osnabrück

Voller Text

Zusammenfassung:

Diese Studie beschäftigt sich mit der Paarbindung bei Gibbons (Hylobatidae). Es werden Nachforschungen hinsichtlich der Stärke und der Aufrechterhaltung der Paarbindung zweier verschiedener Gattungen (Nomascus spp., vorliegende Studie, n =7, Symphalangus sp., Orgeldinger, 1994, n = 14) angestellt.

Folgende Hypothesen und Voraussagen werden überprüft:

1. Es trifft zu, dass Siamangs (Symphalangus sp.) eine stärkere Paarbindungaufweisen als Schopfgibbons (Nomascus spp.).
   a) Siamangpaare zeigen mehr Synchronie des Verhaltens als Schopfgibbonpaare.
   b) Siamangpaare weisen eine geringere relative Distanz zum Paarpartner auf als Schopfgibbons dieses tun.
   c) Siamangpaare betreiben häufiger soziale Fellpflege als Schopfgibbonpaare.
2. Es trifft zu, dass die Paarbindung auf unterschiedliche Weise zustande kommt oder zumindest keine einheitliche Größe darstellt und unterschiedlich aufrechterhalten wird.
   a) DieWeibchen investieren mehr in die Paarbindung der Schopfgibbons (Nomascus spp.), indem sie die aktiveren Groomer darstellen.
   b) Die Männchen investieren mehr in die Paarbindungder Siamangs (Symphalangus sp.), indem sie die aktiveren Groomer darstellen.
3. Es zeigte sich, dass die Siamangpaare (Symphalangus sp.) keine stärkere Paarbindung aufweisen als die Schopfgibbonpaare (Nomascus spp.).
   Die Siamangpaare synchronisieren ihr Verhalten generell nicht häufiger als dieSchopfgibbonpaare.
   Die relative Entfernung zweier Fokustiereder Gattungen Siamang und Schopfgibbon stimmen überein.
   Siamangs befassen sich häufiger als Schopfgibbons mit sozialer Fellpflege.

Die Untersuchungen zeigten, dass die Paarbindung bei Schopfgibbon und Siamang auf unterschiedliche Weise zustande kommt oder zumindest keine einheitliche Größe darstellt und unterschiedlich aufrechterhalten wird:

Siamangmännchen investieren mehr in die Paarbindung als Siamangweibchen.

Schopfgibbonweibchen investieren mehr in die Paarbindung als Schopfgibbonmännchen.

Eine Korrelation der Paarbindungsparameter Relative Distanz und Verhaltenssynchronisation lässt sich für Schopfgibbongruppen feststellen.

rosenkranz-biblio

Hormonhaushalt von Orang Utans bei Gehegewechsel und Vergesellschaftung mit zwei neuen Weibchen.

Masterarbeit (MSc)

60 Seiten, 5 Tabellen, 30 Abbildungen

Universität Wien, Department für Evolutionsbiologie (Betreuer: Ao. Univ.-Prof. Dr. Helmut Kratochvil) und
Tiergarten Schönbrunn (Betreuer: Dr. Harald Schwammer)

Voller Text

Zusammenfassung:

Moderne, wissenschaftlich geführte Zoos setzen sich unter anderem zum Ziel, Tierunterkünfte nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen einzurichten (Maple & Finlay, 1989). Bei Primaten rufen eingeschränkte Umgebungen Stereotypie, Depression, Unfruchtbarkeit und Inaktivität hervor (Erwin & Deni, 1979). Neue Situationen wie ein Gehegewechsel oder neue Gehegeeinrichtung bedeuten erhöhten Stress für die betroffenen Tiere (Moberg, 2000; Pizzutto et al., 2008). Im Wiener Tiergarten Schönbrunn bezogen im Mai 2009 zwei Orang Utans eine neue, moderne Anlage, und wurden zeitgleich mit einem jungen Weibchen vergesellschaftet. Vier Monate später kam noch ein adultes Weibchen zur Gruppe.

Für diese Arbeit wurden von den Tieren Speichelproben genommen, um herauszufinden, ob und wie sehr sich der Umzug und die neuen Weibchen auf den Cortisol- bzw. Testosteronspiegel auswirken und wie schnell sich die Tiere an die neue Situation gewöhnen. Weiters wurden die Cortisolwerte mit den Besucherzahlen verglichen, ob die Anzahl der Zoobesucher sich auf den Stresslevel der Tiere auswirkt, beziehungsweise ob es Änderungen in der neuen, gut strukturierten Anlage mit Rückzugsmöglichkeiten für die Tiere gegenüber der alten Anlage gibt. Zudem wurde noch nach einer möglichen Korrelation zwischen dem Testosteron- und Cortisolspiegel des Männchens, sowie einem geschlechtsspezifischen Unterschied bei den Cortisolwerten gesucht.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Cortisolspiegel der Tiere bei der Umzugsphase stieg, aber nach ca. einem Monat Gewöhnung niedriger wurde. Bei den zwei Tieren, die in das neue Gehege umgesiedelt wurden, gab es einen signifikanten Rückgang des Cortisollevels nach der Eingewöhnungsphase. Bei Ankunft des zweiten Weibchens stieg der Cortisollevel bei den anderen beiden Weibchen signifikant an. Die Besucherzahlen schienen keinen Einfluss auf den Stresslevel der Tiere zu haben. Es konnte auch keine signifikante Korrelation zwischen Testosteron- und Cortisolspiegel des Männchens gefunden werden. Bei den geschlechtsspezifischen Untersuchungen stellte sich heraus, dass nur nach der Eingewöhnungsphase im neuen Gehege das Männchen einen signifikant höheren Cortisollevel als die Weibchen hatte.

Summary:

In modern, scientifically managed zoos, one of the basic goals is to provide species-appropriated exhibits, which are designed according to the latest scientific findings (Maple & Finlay, 1989). In primates, a limited environment may cause stereotypical behaviour, depression, infertility and inactivity (Erwin & Deni, 1979). A new situation, such as a change of the environment or a relocation in a new exhibit, causes stress to the animals concerned (Moberg, 2000; Pizzutto et al. 2008).

In May 2009, there was a relocation of two Bornean Orangutans (Pongo pygmaeus) in the Vienna Zoo. At the same time, a new female was introduced. Four months after that, another orangutan, an adult female, arrived at the zoo. In this study, saliva samples were taken to find out what effect the relocation and the new females had on the cortisol and testosterone levels of the animals and how fast they would able to cope with the new situation. Furthermore, the cortisol level was compared with the number of visitors, in order to see if there was a change in the stress level in the new exhibit, which offers more possibilities for retreat. In addition, we searched for correlations between cortisol and testosterone levels in the male orangutan, as well as a gender specific difference in the stress levels.

Results show that the cortisol level increased in the phase of dislocation, and decreased after a month of acclimatisation. In the two animals which had been relocated to the new exhibit, the cortisol level decreased significantly after acclimatisation. Upon arrival of the second female, cortisol was at times increasing significantly in the two resident females. The number of visitors seems to have no influence on the stress levels of the animals. Furthermore, there was no significant correlation between the cortisol and testosterone levels of the male. As for the gender-specific differences in stress, the male showed a significantly higher level of cortisol after acclimatisation to the new exhibit than the two females.

baumgartner.biblio

Ethophysiologische Untersuchung zu haltungsbedingten Einflüssen auf das Verhalten und die Stresssituation von Westlichen Flachlandgorillas (Gorilla g. gorilla), Sumatra Orang-Utans (Pongo abelii) und Bonobos (Pan paniscus) unter Zoobedingungen.

Dissertation

544 Seiten, Tabellen, 390 Abbildungen, 3 Anhänge

Institut für Tierphysiologie der Justus-Liebig-Universität Gießen (Betreuer: Prof. Dr. W. Clauss), und
Zoologischer Garten Frankfurt (Direktor: Prof. Dr. M. Niekisch)

Voller Text

Zusammenfassung:

Im Lauf der vergangenen Jahrzehnte hat sich die Einstellung des Menschen gegenüber der Haltung exotischer Tiere dahingehend gewandelt, dass diese nicht mehr zur reinen Belustigung und dem Wohlbefinden des Menschen dienen sollen. Vielmehr steht heute das Wohlbefinden der Tiere in einem für sie adäquaten Haltungssystem im Vordergrund. Die Bewertung von Haltungssystemen und die Beurteilung des Wohlbefindens der Tiere spielen eine immer bedeutungsvollere Rolle. Die Tiere im Zoo sollen sich möglichst natürlich verhalten, was aufgrund der Haltung in mancher Hinsicht jedoch nicht bewerkstelligt werden kann. Um einer Routine und Verhaltensauffälligkeiten entgegenzuwirken, wird in den meisten Zoos eine Tierbeschäftigung – das Environmental Enrichment durchgeführt. Um das Wohlbefinden der Tiere beurteilen zu können sind reine Verhaltensbeobachtungen unter Umständen nicht ausreichend und endokrine Aspekte können diese vervollständigen. Die vorliegende Studie behandelt den Einfluss der Haltungsbedingungen und der Beschäftigung auf das Tages- und Sozialverhalten von Westlichen Flachlandgorillas, Bonobos und Sumatra Orang-Utans. Zur Unterstützung der gewonnen Verhaltensdaten wurden Speichelproben gesammelt und hinsichtlich ihrer immunreaktiven Cortisolkonzentration ausgewertet.

Ziel der Studie war es, Verhaltensänderungen nach dem Transfer von alten in ein neues Gehege oder nach Einbringen von Beschäftigungen im Zoo Frankfurt, zu dokumentieren und mithilfe der Speichelproben bewerten zu können. Für die Nutzung der Speichelproben wurde in dieser Untersuchung eine chemische und eine biologische Validierung für die Analyse von Cortisol und Cortison im Speichel der drei gehaltenen Menschenaffenarten ermöglicht.

Verhaltensweisen und Speichelproben wurden von den drei im Zoo Frankfurt gehaltenen Menschenaffenarten dokumentiert und gesammelt und mit dem bisherigen Wissenstand von Freiland- und Zoo-Publikationen abgeglichen. Der gesamte Beobachtungszeitraum wurde in vier Phasen, bei den Gorillas in fünf Phasen, aufgeteilt. Es wurden die Verhaltensweisen und immunreaktiven Cortisolkonzentrationen im alten Menschenaffenhaus, mit der Zeit vor dem Umzug, dem Umzug selbst und im neunen Menschenaffenhaus verglichen. Hinzu kam ein Vergleich von einem Zeitraum mit und ohne Beschäftigung im alten Menschenaffenhaus. Bei den Gorillas wurde als fünfter Zeitraum die Integration eines Schwarzrückens, nach dem Tod des Silberrückens, in die bestehende Gorilla-Gruppe, aufgenommen.

Die Resultate ergaben, dass sich die Verhaltensweisen aller drei Menschenaffenarten in den gebildeten Phasen unterschieden. In Verbindung mit dem Umzug konnte eine engere Gruppenbindung bei den Gorillas und Bonobos nachgewiesen werden, bei den Gorillas war dies außerdem bei der Integration des jungen Männchens beobachtet worden. Des Weiteren förderte das neue Gehege bei allen drei Arten das Erkundungsverhalten. Auf das Spielverhalten wirkten sich sowohl der Umzug bei allen drei Arten wie auch die Integration des Schwarzrückens bei den Gorillas negativ aus. Jedoch hielt diese Reduktion des Spielens nur über einen kurzen Zeitraum an. Für die Sumatra Orang-Utan Gruppe konnten die meisten positiven Verhaltensänderungen dokumentiert werden. Das neue Gehege bot ein größeres Raumangebot und vor allem auch eine auf die Höhe ausgelegte Kletterstruktur. Aufgrund dessen hielten sich die Tiere weniger am Boden auf, wie es für diese Art typisch ist. Außerdem konnten die Orang-Utans den unmittelbaren Kontakt mit Artgenossen vermeiden, was zu einer Reduktion von Auseinandersetzungen führte. Bei der Gorilla-Gruppe führte der Umzug, das Verscheiden des Silberrückens und die Integration eines neuen Männchens zu einer stetigen Veränderung. In diesem Kontext konnte auch eine ungewöhnliche hohe Aktivität bei den Gorillas nachgewiesen werden.

Ein weiterer Aspekt der Studie hatte sich auf die Beschäftigung der drei Menschenaffenarten konzentriert. Alle drei getesteten Beschäftigungsvarianten waren von den Menschenaffen angenommen worden. Dabei konnten inter- als auch intraartliche Präferenzen festgestellt werden. Diese hingen auch unter anderem vom Alter des jeweiligen Tieres ab. Ein Ergebnis war, dass neben besonders leckeren großen Futtermitteln auch kleinere Nahrungsmittel in den Beschäftigungen anzubieten waren, um den Anreiz über einen längeren Zeitraum konstant zu halten. Die Bonobos bevorzugten die Tennisbälle und die Gorillas die Beschäftigung mit dem Kistensystem. Die Orang-Utans waren die Art mit der geringsten Präferenzausprägung und den meisten verschiedenen Herangehensweisen an die angebotenen Beschäftigungen. Im Zusammenhang mit der Beschäftigungsvariante Kistensystem 1 konnte bei allen drei Arten der Einsatz von Werkzeugen nachgewiesen werden.

Ein dritter Aspekt wurde durch die Messung von Cortisol und Cortison im Speichel der drei Menschenaffenarten gebildet. Im Rahmen dieser Untersuchung konnte sowohl eine chemische als auch eine biologische Validierung durchgeführt werden. Die Ergebnisse zeigten, dass es artspezifische Unterschiede gab. Auch führten unterschiedliche Stressparameter bei den Tieren zu erhöhten immunreaktiven Cortisolkonzentrationen. Bei allen drei Arten wurde ein circadianer Rhythmus für das immunreaktive Cortisol im Speichel nachgewiesen. Die gemessenen Cortisolkonzentrationen gingen mit aufgezeichneten Stressverhaltensweisen einher, und konnten daher zur Bewertung der Stresssituation der untersuchten Menschenaffen herangezogen werden. Außerdem wurde ebenfalls bei allen drei Arten eine deutlich höhere Menge von Cortison als Cortisol im Speichel gefunden, wie auch eine Korrelation der beiden Hormone.

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, wie unterschiedlich die drei Menschenaffenarten auf Veränderungen in ihrer unmittelbaren Umwelt reagieren. Die Studie könnte Impulse liefern, welche Gehegestrukturen von Vorteil für die Tiere sind und welche Besonderheiten bedacht werden sollten. Die Sammlung von Speichelproben kann nicht auf Untersuchungen im Feld übertragen werden, jedoch können Einblicke in das Wohlbefinden der Tiere gewonnen werden.

Summary:

In the last decades the keeping of exotic animals had changed. Zoological parks were initially built to suit human needs. Focus nowadays is on the welfare and the keeping conditions of animals. The evaluation of welfare and keeping becomes more and more important. Animals should behave as naturally as possible, but in zoos a lot of animal times is spent in routines. Environmental enrichment can be used to prevent routines and abnormal behavior and to improve welfare. To measure the welfare of the animal collecting behavioral data is often not enough and endocrine measurements can be used to complement them.

The main aspects of this study were to find out, if keeping conditions and enrichment influenced the daily- and social behavior of western lowland gorillas, Sumatran orangutans and bonobos. To support the behavioral data, saliva samples were collected and analyzed for immunoreactive Cortisol concentration. Behaviour and saliva samples were collected in different but enriched environments: the new and the old great ape house Frankfurt Zoo. Furthermore, a chemical as well as a biological validation for cortisol and cortisone in the saliva of these three apes species was conducted. Behavioral data as well as saliva were sampled in three ape species and examined in the light of the existing literature whether on captive groups or from wild animals. The observation time was divided in four parts for orangutans and bonobos, and in five parts for the gorillas. Behavioral data and saliva samples were sampled at the old great ape house, without enrichment and then with enriched condition, during the transfer and in the new great ape house. For the gorilla-group a fifth phase was established during the integration of a blackback male after the death of a silverback in the existing group.

The results of this study suggest that the behavior of all three species was influenced by the four holding conditions. An increase of group cohesion was found in gorillas and bonobos during and after the transfer. Also a strong group cohesion was documented for the gorillas during the integration of the new male. Moreover an increase in the exploration behavior was observed in the new environment for all three species. Also in all three species the play behavior decreased for a short period of time after the transfer. In gorillas the same decrease in play behavior was seen after the integration of the blackback male. The most changes in positive behavior were observed in the Sumatran orangutan group. In the new environment more space was available and a high climbing structure was provided. In the new enclosure, orangutans were less often on the ground as seen in wild animals. They avoided close contact with other group members, and a decrease in aggression behavior was observed. The behavior of the gorilla group was unstable, due to the transfer, the dead of the silverback and the integration of the new male. During this time the activity of all gorillas increased.

Another aspect of this study was the environmental enrichment. All three enrichments were used in every species. Inter- and intraspecific differences were found. Most often it depended on the age of the animal. One important result for a longer use of the enrichment was that beside from the main food pieces small food pieces should also be provided. The bonobos preferred the tennis balls and the gorillas the box puzzle feeder (K1). For orangutans no preference was found but they exhibited more diversity in the way they used enrichments. For all three species the box puzzle feeder provoked tool use abilities.

The third aspect was the measurement of cortisol and cortisone in the saliva of the three species. A chemical as well as a biological validation was conducted. The results of the hormones showed species-specific differences. Also different stress responses to events were found. In all three species a circadian rhythm was detected. Furthermore, the cortisol concentration correlated with the behavioral data. In all species a higher amount of cortisone than cortisol was found in saliva. And there was a correlation between cortisone and cortisol’s concentrations.

The study showed how the environment could influence the behavior of great apes in keeping conditions. The results could be used as advice for enclosure structure or enrichment options. The saliva measurement may not be used directly in field studies but remains complementary to understand and improve the welfare of zoo kept animals.

25.07.2014

Ergänzende Publikation:

Behringer, V. (2013)

Messung von alpha Amylase und Cortisol im Speichel von nicht menschlichen Primaten zum Vergleich von verschiedenen Arten und Geschlechtsunterschieden innerhalb einer Art.

Measurements of salivary alpha amylase and salivary cortisol in hominoid primates to compare within-species consistency and between-species differences

Research project im Rahmen eines Postdocs Projektes = resultierte in einer Publiaktion

Behringer V, Borchers C, Deschner T, Mo¨ stl E, Selzer D, et al. (2013) Measurements of Salivary Alpha Amylase and Salivary Cortisol in Hominoid Primates Reveal Within-Species Consistency and Between-Species Differences. PLoS ONE 8(4): e60773. doi:10.1371/journal.pone.0060773 8 Seiten, 7 Tabellen, 2 Abbildungen

1 Department of Primatology, Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig, Germany, 2 Department of Biomedical Sciences / Biochemistry, University of Veterinary Medicine, Vienna, Austria, 3 Working Group for Wildlife Biology, Justus- Liebig-University Gießen, Gießen, Germany
Zoo Nordhorn

Zusammenfassung:
Das häufigste Enzym im Speichel ist die alpha amylase (sAA). Beim Menschen konnte gezeigt werden, dass sie enzymatische Aktivität variierte in Abhängigkeit von der Anzahl der Loki für Speichelamylase (AM1), welches wiederrum auf die Menge an Stärke zurückgeführt werden konnte, welche von den Menschen konsumiert wird. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass die sAA Aktivität sich mit dem
sozialen Stress veränderte. Auch bei einer dem Menschen nahen verwandten Art, dem Bonobo, konnten wir in einer vorangegangenen Studie einen solchen Zusammenhang nachweisen. In dieser Studie untersuchten wir die sAA Aktivität in Bonobos, Schimpansen, Gorillas und Orangutans um zu erforschen (a) ob die Variation die wir in der sAA Aktivität der Bonobos gefunden hatten typisch ist für
nicht menschliche Primaten, und (b) ob es Unterschiede in der sAA Aktivität zwischen den Arten gibt. Die Ergebnisse zeigten, dass Gorillas und Orangutans eine höhere sAA Aktivität haben als die beiden Pan Arten. Um zu beurteilen welchen Effekt Stress auf die sAA Aktivität hat, wurde in den Speichelproben auch das Cortisol gemessen. Orangutans und Gorillas hatten die niedrigsten   Speichelcortisolkonzentrationen, und die höchsten Werte wurden im Speichel männlicher Bonobos nachgewiesen, die Gruppe, die auch die höchste sAA Aktivität aufwies. Unter Berücksichtigung bereits publizierter Ergebnisse, bestätigen unsere Ergebnisse, dass die sAA Aktivität mit der Anzahl der AMY1 Genabschnitte und der natürlichen Ernährung der einzelnen Arten korrespondiert. Studien mit sAA Aktivität
haben das Potential molekulare Untersuchungen zu komplementieren und vielleicht können sie auch die Erforschung der Nahrung und Ernährung unterstützen.

Summary:
Salivary alpha amylase (sAA) is the most abundant enzyme in saliva. Studies in humans found variation in enzymatic activity of sAA across populations that could be linked to the copy number of loci for salivary amylase (AMY1), which was seen as an adaptive response to the intake of dietary starch. In addition to diet dependent variation, differences in sAA activity have been related to social stress. In a previous study, we found evidence for stress-induced variation in sAA activity in the bonobos, a hominoid primate that is closely related to humans. In this study, we explored patterns of variation in sAA activity in bonobos and three other hominoid primates, chimpanzee, gorilla, and orangutan to (a) examine if within-species differences in sAA activity found in bonobos are characteristic for hominoids and (b) assess the extent of variation in sAA activity between different species. The results revealed species-differences in sAA activity with gorillas and orangutans having higher basal sAA activity when compared to Pan. To assess the impact of stress, sAA values were related to cortisol levels measured in the same saliva samples. Gorillas and orangutans had low salivary cortisol concentrations and the highest cortisol
concentration was found in samples from male bonobos, the group that also showed the highest sAA activity. Considering published information, the differences in sAA activity correspond with differences in AMY1 copy numbers and match with general features of natural diet. Studies on sAA activity have the potential to complementmolecular studies and may contribute to research on feeding ecology and nutrition.

behringer-biblio

Pharmakologisch unterstützte manuelle Spermagewinnung und computergestützte Spermienkopfmorphometrie beim Breitmaulnashorn (Ceratotherium simum).

Pharmacologically enhanced manual semen collection and computer assisted sperm head morphometry in the white rhinoceros (Ceratotherium simum).

Vet.Med. Diss. LMU München

114 Seiten + 18 Seiten Anhang, 28 Tabellen, 6 Abbildungen.

Gynäkologische und Ambulatorische Tierklinik der LMU München, Vorstand: Prof. Dr. Dr. habil. R. Stolla, und Zoo Salzburg, Direktor: Dr. R. Revers; Wissenschaftliche Leitung: Univ.-Doz. Dr. C. Walzer

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde die Eignung bzw. der Einfluss pharmakologisch unterstützter Deseminationsmethoden beim Breitmaulnashorn (Ceratotherium simum) untersucht. Die so gewonnenen Spermaproben wurden einer konventionellen Ejakulatanalyse unterzogen. Darüber hinaus wurden computergestützt metrische Spermienkopfdimensionen bei 15 Breitmaulnashornbullen bestimmt und eine morphometrische Ejakulatanalyse durchgeführt.

Als Medikation wurden der α2-Agonist Detomidinhydrochlorid (Domosedan®) und der partielle Opioidagonist Butorphanol (Butomidor®) intramuskulär appliziert. Wichtige Voraussetzungen für eine sichere, risikoarme Versuchsdurchführung waren die Einrichtung eines Zwangsstands sowie die Gewöhnung der Nashornbullen an die Manipulationen.

In einer Doppelblindstudie, die mit zwei Breitmaulnashornbullen unterschiedlichen Alters und Zuchtstatus durchgeführt wurde, konnte ein deutlicher positiver Einfluss der α-adrenergen Medikation auf den Verlauf bzw. den Erfolg von manuellen Deseminationsver-suchen nachgewiesen werden. Die Medikation erleichterte die manuelle Stimulation des äußeren Genitales und förderte die Ejakulationsauslösung bei beiden Nashornbullen. Dennoch er-wies sich die pharmakologisch unterstützte manuelle Desemination als relativ zeitaufwendig. Die Gewinnung einer Spermaprobe erforderte meist mehrere Versuche. Pharmakologisch unterstützte Deseminationsversuche mit einer Künstlichen Scheide führten dagegen nur selten zu einer Ejakulationsauslösung.

Zwischen den angewandten Deseminationsmethoden bestanden jedoch nicht nur Unterschiede in der Häufigkeit der Spermagewinnung, sondern auch in der Spermaqualität. Zudem wurden individuelle Unterschiede zwischen den Nashornbullen beobachtet. Die mit pharmakologisch unterstützter manueller Stimulationstechnik gewonnenen Ejakulate waren unvollständig, umfassten meist nur wenige Milliliter (0,5 bis 9,0 ml, in einem Fall 23 ml), waren dabei jedoch teilweise hoch konzentriert (Gesamtspermienzahl bis zu 6,6 x 109/Ejakulat) und von guter Qualität. Spermaproben, die dagegen nur in Einzelfällen mit einer künstlichen Scheide gewonnen wurden, hatten eine deutlich verminderte Qualität und enthielten zudem zahlreiche Partikel und Zellaggregate. Die Verwendung einer Künstlichen Scheide erscheint daher nicht zuletzt aufgrund der bei Nashornbullen mitunter langen Erektionsdauer für die Ejakulationsauslösung bei dieser Tierart ungeeignet.
Die Bestimmung metrischer Spermienkopfdimensionen beim Breitmaulnashorn basierte auf der computergestützten Untersuchung von Ejakulaten von 15 Nashornbullen, die mit pharmakologisch unterstützter manueller Stimulation sowie durch Elektrostimulation gewonnen wurden. Mit dem Hamilton Thorne Morphology Analyser IVOS wurden sechs metrische Spermienkopfparameter erfasst. Innerhalb der Haussäugetiere ähnelten die für das Breitmaulnashorn ermittelten Spermienkopfdimensionen, mit einer durchschnittlichen Länge von 5,4 ± 0,3 μm und Breite von 2,8 ± 0,2 μm ( ± SD; n=7733 analysierte Spermien), den mit dem gleichen Analysegerät bestimmten Größenverhältnissen beim Hengst (z.B. UHLENBROCK 1999).

Eine morphometrische Analyse der Ejakulate war nach einer Definition morphologischer Klassen möglich. An Hand statistischer Kenngrößen (5. und 95. Perzentil, Minimum und Maximum) wurden metrische Grenzwerte für fünf morphologische Klassen berechnet. Zwischen den Ejakulaten der 15 Nashornbullen bestanden relativ große Unterschiede hinsichtlich des Anteils anomaler Kopfformen, der zwischen 4 und 16% schwankte. Da Untersuchungen über den Zusammenhang zwischen Morphometrie und Fertilität bei dieser Tierart zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht durchführbar sind, besitzen die Analyseergebnisse bezüglich der Befruchtungsfähigkeit lediglich hinweisenden Charakter und sollten nur im Kontext weiterer Spermaparameter interpretiert werden.

Trotz der genannten Einschränkungen ist die pharmakologisch unterstützte manuelle Stimulation grundsätzlich für eine regelmäßige Spermagewinnung beim Breitmaulnashorn geeignet. Während Volumen und Konzentration der Proben zwischen verschiedenen Nashornbullen deutlich variierten, stellte sich die Spermienmorphologie bzw. –morphometrie relativ einheitlich dar

Summary

In this study the influence and applicability of pharmacologically enhanced semen collection in the white rhinoceros (Ceratotherium simum) was investigated. Obtained semen samples were assessed by routine methods. Additionally, computer assisted sperm head dimensions were determined for 15 individuals and a morphometric analysis was performed.

A combination of the α2-agonist Detomidine-Hydrochloride (Domosedan®) and the partial opioid agonist Butorphanol (Butomidor®) was administered intramuscular. In order to pro-vide adequate safety margins for the operating persons, important requirements consist in a restraint chute and conditioning of the rhinoceros to tolerate manipulations.

In a double blind trial, conducted on two bulls of various age and breeding status, a strong positive influence of the α-adrenergic medication was noted on both, performance and the outcome of the manual desemination trials. The medication facilitated manual stimulation of the genital region and semen collection in both males, but was time consuming as repeated collection trials had to be performed in order to obtain a single ejaculate. Pharmacologically enhanced desemination trials with an artificial vagina could not induce ejaculations efficiently.

The frequency of semen collection and semen quality varied considerably between the applied desemination techniques, but also between the rhinoceros bulls. Ejaculates collected by the pharmacologically enhanced manual stimulation technique were incomplete, consisted of small volumes (0,5 to 9,0 ml, with one exception of 23 ml), but were highly concentrated in some cases (total number of sperms up to 6,6 x 109 per ejaculate) and of good quality. Semen samples collected with an artificial vagina however, were of low quality and were contaminated by debris. Amongst other factors, the extensive duration of the penile erection in rhinoceroses, appears to limit the suitability of the artificial vagina for semen collection.

The determination of sperm head dimensions in the white rhinoceros was based on a computer assisted morphometric analysis of ejaculates from 15 individuals. The samples consisted of pharmacologically enhanced manually collected semen and electroejaculates. The Hamilton Thorne Morphology Analyser IVOS (integrated visual optical system; Hamilton Thorne Re-search, Beverly, USA) allowed the measurement of six metric sperm head parameters. The sperm head dimensions found for the white rhinoceros with a mean length of 5,4 ± 0,3 μm and width of 2,8 ± 0,2 μm ( ± SD; n=7733 analysed sperms) resemble those of the horse as etermined by the same analysis system (e.g. UHLENBROCK 1999). A definition of morphometric criteria was required prior to the morphometric analysis.

Limit values for five morphologic categories were calculated based on statistic parameters (5th and 95th percentiles, minimum and maximum). The analysis revealed a comparatively broad variation in the number of sperm head anomalies for the 15 rhinoceroses, ranging from 4 to 16%. As to date, investigations on the relationship between morphometry and fertility cannot be conducted in this species, these morphometric results should be interpreted species-specific and in conjunction with further semen parameters.

In conclusion, pharmacologically enhanced manual stimulation with an α-adrenergic medication is a suitable alternative method for repeated semen collection in the white rhinoceros, although problems with this method as described are evident. While a considerable variation in volume and concentration of the samples was noted for individual rhinoceros bulls, the sperm morphology and morphometry generally appeared homogenous.

silinski-biblio

Untersuchungen zur Verdaulichkeit von Futtermitteln beim Asiatischen Elefanten (Elephas maximus).

Studies on feed digestibilities in Asian elephants (Elephas maximus).

Dissertation

134 Seiten

Institut für Physiologie, Physiologische Chemie und Tierernährung der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München
Betreuung: Prof. Dr. Ellen Kienzle
Tierpark Hellabrunn, München

Zusammenfassung:

Im Anschluß an die Bestimmung der Darmpassagezeit werden in vorliegender Arbeit die scheinbaren Verdaulichkeiten verschiedener Futtermittel und Rationen bei drei adulten, einem subadulten und zwei juvenilen Asiatischen Elefanten geprüft. Folgende Rationen kommen zum Einsatz: Wiesenheu (2 Chargen) alleine und jeweils in Kombination mit Rotklee, mit Futterrüben, mit Quetschhafer oder mit einem pelletierten Mischfutter. Neben den Rohnährstoffen werden auch Bruttoenergie, Gerüstsubstanzen (ADF, Cellulose) und Mineralstoffe (Ca, P) auf ihre Verdaulichkeit geprüft. Es wird die Doppelmarkermethode (Indikatoren Chromoxid und Lignin) mit je 5- bis 7-tägiger Anfütterungs- und 10-tägiger Sammelperiode angewandt. Des weiteren werden pH-Werte und Gehalte an flüchtigen Fettsäuren im Elefantenkot bestimmt.

Folgende Ergebnisse werden erzielt:

1. Darmpassagezeit: Das erste Erscheinen des Markers (Chromoxid) im Kot erfolgt bei den subadulten und adulten Elefanten (n=7) 23 h 54 min ± 2 h 8 min nach der Eingabe. Die Ausscheidung des Markers ist nach 54 h 24 min ± 2 h 27 min beendet. Bei den juvenilen Elefanten (n=4) beginnt die Ausscheidung nach 15 h 8 min ± 79 min und endet nach 43 h ± 90 min.

2. Die scheinbaren Verdaulichkeiten der Rationen (%) sind:

Heu 1: TS 33,1; oS 35,5; GE 32,9; Rp 50,5; Rfe -37,3; Rfa 31,8; NfE 37,9; ADF 30,7; Cell. 36,3; Ca 59,1; P 18,8

Heu 1 + Mischfutter: TS 36,1; oS 38,2; GE 35,8; Rp 54,5; Rfe -17,7; Rfa 32,8; NfE 40,7; ADF 31,9; Cell. 37,7; Ca 39,4; P 32,3

Heu 1 + Rotklee: TS 32,5; oS 34,5; GE 31,5; Rp 50,7; Rfe -14,8; Rfa 30,7; NfE 36,1; ADF 29,2; Cell. 34,8; Ca 58,1; P 22,4

Heu 2: TS 33,7; oS 35,1; GE 31,7; Rp 51,9; Rfe -46,7; Rfa 22,5; NfE 42,8; ADF 23,3; Cell. 28,1; Ca 61,1; P 7,8

Heu 2 + Quetschhafer: TS 36,6; oS 38; GE 34,9; Rp 53,8; Rfe -32,3; Rfa 24,5; NfE 45,8; ADF 21,3; Cell. 25,7; Ca 48,9; P 9,1

Heu 2 + Futterrüben: TS 34,3; oS 35,1; GE 32,1; Rp 52,3; Rfe -36,1; Rfa 22,9; NfE 41,7; ADF 17,3; Cell. 21,0; Ca 56,0; P 13,1

3. Der pH-Wert im frischen Elefantenkot beträgt im Mittel 6,36 ± 0,50. Zwischen einzelnen Tieren und Rationen bestehen keine signifikanten Unterschiede.

4. An flüchtigen Fettsäuren können im Elefantenkot Essigsäure (76,4 ± 2,1 %), Propionsäure (18,6 ± 2,1 %) und Buttersäure (5,1 ± 1,5 %) nachgewiesen werden. Der Gehalt an flüchtigen Fettsäuren beträgt bei reiner Heufütterung 50,4 ± 7,6 mmol/l Kotwasser, bei den übrigen Rationen 65,0 ± 5,9 mmol/l Kotwasser.

Per Regressionsanalyse von 10 Rationen (6 eigene, 4 aus dem Schrifttum) läßt sich eine Abhängigkeit der TS-Verdaulichkeit vom Rfa-Gehalt der Ration zeigen (sV TS = 109,9 – 2,06 x Rfa (%); r = 0,82; n = 10). Von einer darauf aufgebauten Energiebewertung für den Elefanten auf der Stufe der  DE  ist aber aufgrund der Datenmenge und –verteilung noch abzuraten. Energiebewertungssysteme, die beim Pferd angewendet werden, sind auf den Elefanten nicht übertragbar.

löhlein-biblio