Non-invasive reproductive monitoring in rounf-eared elepehant shrews (Macroscelides proboscideus).

Nicht-invasives Monitoring von Sexualhormonmetaboliten bei Kurzohrrüsselspringern (Macroscelides proboscideus).

Zool. Garten N. F. 91 (2023): 1-7. doi:10.53188/zg0011

Volltext:

Zusammenfassung:

Die Zucht von Rüsselspringern ist kompliziert und bislang nur sporadisch erforscht. Daher wurde die tägliche Ausscheidung von fäkalen Östrogen- und Progesteronmetaboliten bei Kurzohrrüsselspringern (Macroscelides proboscideus) (n = 6) über einen Zeitraum von bis zu vier Moanten mittels Enzymimmunoessay (EIA) analysiert. ...

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Hormonphysiologische und ethologische Untersuchung am Goodfellow-Baumkänguru (Dendrolagus goodfellowi Thomas, 1908).

Zool. Garten N.F. 84, 45-60.

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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Glucocorticoid Werte im Kot im Vergleich zu Aufzucht, Verhalten und Umweltfaktoren in der europäischen Kappengibbon (Hylobates pileatus) Population.

Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich, Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere (Prof. J.-M. Hatt)
Zoo Zürich und andere

Volltext (PDF)

Zusammenfassung:

Die vorliegende Studie validierte die Glucocorticoid (GC) Messung im Kot von Kappengibbons (Hylobates pileatus) und vergleicht die gemessenen Werte der Europäischen Zuchtpopulation mit individuellen Variablen und Umweltfaktoren. Nach einen ACTH Stimulationstest und induziertem Transportstress erwies sich ein Enzymimmunoassay für die Bestimmung des 3α,11ß-dihydroxy-Cortisolmetaboliten als beste Methode für die Messung von GC im Kot von Kappengibbons. Für die Vergleichsanalysen wurden über mehrere Tage der Kot von allen 36 (22.14) adulten europäischen Kappengibbons aus 11 verschiedenen Institutionen gesammelt, die GC Werte bestimmt und mit den gesammelten Tier- und Haltungsdaten statistisch verglichen. Handaufgezogene Tiere hatten höhere GC Werte (p=0.043) und zeigten mehr Verhaltensabnormalitäten als von den Eltern aufgezogene Tiere (p<0.001). Nicht-reproduzierende Gibbons, die in einem Paar ohne Nachwuchs lebten, hatten höhere GC Konzentrationen als Gibbons, die in einer Familie mit Jungtieren lebten (p=0.039). Bei den Umweltfaktoren war ein grosses Innengehege (p=0.011) und Gehege mit Sichtschutz (p=0.003) gegenüber von Besuchern mit tieferen GC Werten assoziiert. Diese Daten sollten das zukünftige Management der Spezies in Menschenhand unterstützen und zu einer erfolgreicheren Nachzucht dieser bedrohten Primatenart führen.

Abstract:

Quantifying effects of husbandry conditions on the physiology of zoo animals is an important part of assessing husbandry success. This study investigates fecal glucocorticoid (GC) levels of pileated gibbons (Hylobates pileatus) and relationshipa with individual and environmental factors. Following the validation of an enzyme-immunoassay for the measurement of 5-reduced 3α,11ß-dihydroxy cortisol metabolites to reliably assess GC output in the pileated gibbon, we collected fecal samples over several days from all 36 (22.14) European adult pileated gibbons located in 11 institutions and compared GC levels with respect to intrinsic individual parameters, husbandry, behaviour and breeding history. Hand-reared animals had higher GC hormone levels (p=0.043) and showed more behavioural abnormalities than parent-reared animals (p<0.001). Furthermore, non-reproducing gibbons living in a pair without infants had higher GC concentrations than gibbons living in a family (p=0.039). With respect to environmental factors, a large size of the inside enclosure (p=0.011) and the existence of visual protection from visitors (p=0.003) was associated with lower fecal GC output. This data will hopefully support the future management of the species in captivity and thus lead to a more successful breeding of this endangered primate.

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Etablierung und Einsatz eines Enzymimmunassays für Testosteron- , Östrogen- und Glukokortikoidmetaboliten im Kot europäischer Wölfe (Canis lupus) mit Lagerungsexperiment.

Establishment of an Enzyme-linked Immunosorbent Assay for measurements of testosterone,- estrogen- and glucocorticoidmetabolites in feces of the European wolf (Canis lupus) with a storage experiment.

Dr. med. vet. Dissertation

136 Seiten

Tierärztliche Hochschule Hannover
Wissenschaftliche Betreuung:
1. Prof. Dr. Michael Böer, Zoodirektor,Zoo Osnabrück
2. Univ.-Prof. Dr. A.-R. Günzel-Apel Reproduktionsmedizinische Einheit derKliniken, Klinik für Kleintiere
Zoo Osnabrück und andere Zoos und Tierpärke

Voller Text

Zusammenfassung:

Der Mythos Wolf ruft in vielen Menschen kontroverse Gefühle hervor, insbesondere seitdem sich der Wolf im Jahr 2000 wieder erfolgreich in Deutschland angesiedelt hat.

Um ein Monitoring der Wölfe in Deutschland zu ermöglichen, ist es unter anderem notwendig, nicht-invasiv Informationen über die Anzahl, den Gesundheitszustand und den Reproduktionsstand zu gewinnen, da der Wolf durch das Naturschutzgesetz geschützt ist. Daher war das Ziel dieser Studie, Enzymimmunassays (EIAs) zu validieren und einzusetzen, die es erlauben mittels nicht-invasiv gesammelter Kotproben die Gonadenfunktion (Androgene und Östrogene) sowie eine Aktivität der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse), welche eine Kortisolausschüttung ins Blut zur Folge hat, bei in Gehegen gehaltenen Wölfen nachzuweisen. Die zur Validierung der Androgene verwendeten Assays: 5α-Androstanolon, Epiandrosteron und Testosteron bewiesen sich alle als geeignet, um die Gonadenfunktion europäischer Wölfe zu erfassen, wobei der Testosteronassay die signifikantesten Ergebnisse im Vergleich der Validierungsgruppen: intakt/kastriert zeigte. Der verwendete Östradiol-17β-Assay war nicht geeignet, um Östrogenmetaboliten im Kot europäischer Wölfe nachzuweisen. Um einen Assay für Glukokortikoidmetaboliten zu validieren, wurde ein ACTH-Test mit drei europäischen Wölfen durchgeführt, welcher sich methodisch als nicht auswertbar erwies. Daher wurde zusätzlich ein ACTH-Test mit Blindstudie mit acht deutschen Schäferhunden durchgeführt und die Narkose eines europäischen Wolfs anhand von Kotproben vor und nach dem Eingriff überwacht. Der Kortikosteronassay (neben Kortisol, 3α,11ß-dihydroxy-CM und 11-Ketoetiocholanolon-Tulln) zeigte sich als am besten geeignet, um die HPA-Achsen-Aktivität europäischer Wölfe wiederzugeben. Um eine Aussage über das Geschlecht, den Reproduktionsstand sowie den Stressstatus treffen zu können, wurden die Ergebnisse der Tiere statistisch mit ihrem sozialen Rang und Geschlecht verglichen. Männliche Tiere hatten einen signifikant höheren Testosteronspiegel als Weibchen und auch die Alphatiere zeigten signifikant höhere Testosteronwerte als jene mittleren Ranges. Die Kortikosteronkonzentration im Kot von Omegatieren zeigte signifikant höhere Werte als jene mittleren Ranges. Diese Ergebnisse geben einen Hinweis darauf, dass eine Geschlechtsbestimmung anhand von Kotproben bei europäischen Wölfen möglich ist. Zudem ist festzuhalten, dass die rangniedrigsten Tiere den höchsten Stresslevel aufwiesen. Ein Zusammenhang zwischen Gehegegröße und GK-Werten wurde nicht gefunden.

Für das Lagerungsexperiment wurden frische Kotproben fraktioniert und eingefroren, um Konzentrationsveränderungen nach einer Lagerung von Proben zu untersuchen. Es wurden keine signifikanten Veränderungen der Hormonkonzentrationen im Laufe von vier Tagen festgestellt, jedoch lassen die hohen Standardabweichungen der einzelnen Proben vermuten, dass diese sehr stark in ihrem Hormongehalt schwanken können und möglichst nur frische Proben zur Hormonanalyse verwendet werden sollten.

 Abstract:

The wolf provokes a lot of controverse feelings and especially since it’s resettlement in Germany in 2000 there are disputable public opinions towards repopulation of the wolf. It is essential for monitoring wolves to find methods which obtain information about their number, reproduction status and health non-invasivly especially because the wolf is protected by law. By analysing fecal samples, via enzymeimmunoassay (EIA), it might be possible to obtain these information non-invasivly. Due to this purpose, the aim of this study was, to establish and use an Enzyme-linked Immunosorbent Assay to get valid information about the gonadal status (androgens and estrogens) and the activity of the hypothalamic-pituitary-adrenomedullary-axis (HPA) of wolves in captivity. Stimulating the HPA-axis by any stressor, results in the excretion of cortisol into the bloodstream, allowing conclusions from measuring fecal cortisol metabolites referring to individual stress level health status. To identify individual assignment of samples individual defacation was observed and protocolled.

The assays used to validate androgens (5α-androstanolone, epiandrosterone und testosterone) have all been prooved to be valid to measure gonadal activity of European wolves because all of them showed significant differences between the intact and castrated wolves’ validation groups: testosterone-assays showed most significant results.

Validating the estradiol-17β-assay, prooved to be not suitable to detect estrogen metabolites in the feces of European wolves. To validate a glucocorticoid assay an ACTH-test was performed in three European wolves, which methodically showed no valuable results. Instead we performed another ACTH-test with six German Shepherds and an anesthesia of a wolf was surveilled by collecting fecal samples during and after the intervention. After analysing these fecal samples, the corticosterone-assay (in comparison to: cortisol, 3α,11ß-dihydroxy-CM und 11-ketoetiocholanolon-tulln) showed to be best suitable to detect an HPA-Axis activity in European wolves. To give any statement about sex, reproduction status or stress level, results of this study have been evaluated statistically by comparing the measured hormone-levels with social rank and sex. Male wolves had significantly higher testosterone-levels in their feces, than females and alpha-wolves showed significantly higher testosterone levels than middle-ranking ones. Corticosterone concentrations in feces of omega-wolves were significantly higher, than in middle-ranking ones. Results indicate, differentiating between male and female wolves to be possible by measuring testosterone concentrations in the feces by the EIA, validated in this study. Furthermore we conclude that omega-animals, that live in captivity, exhibit the highest stress level compared to higher ranking individuals. There was no correlation between enclosure size and stress level. No significant changes in hormone-concentrations over time (0, 24, 48, 72 and 94 hours after collection) werefound, but high standarddeviations of single samples suggest a variabilty within single samples, so that it is recommended to use only fresh samples for measuring hormone concentrations via EIA.

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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)

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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.

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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)

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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.

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