Die Verdauungsphysiologie vom Flachlandviscacha (Lagostomus maximus) im Vergleich zu anderen Nagern, Kaninchen und Pferden.

Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich, Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere
Zoo Zürich

Zusammenfassung:

Viscachas (Lagostomus maximus) sind herbivore südamerikanische Nager. In drei Versuchen mit insgesamt 16 adulten Tieren und 6 verschiedenen Rationen (insgesamt 35 Fütterungsversuche; nicht alle Daten in allen Versuchen erhoben) wurden Aspekte ihrer Verdauungsphysiologie untersucht. Zuerst wurde ein neuer Kaninchen-Datensatz zu Rohfaser, Mineralgehalt und der scheinbaren Verdaulichkeit von organischer Substanz und Mineralstoffen (insgesamt 180 Messungen mit 12 Tieren und 10 Rationen) einer Literatur-Datensammlung für Kaninchen, Nagern und Pferden hinzugefügt, als Vergleichsbasis für die Viscachas. Viscachas erreichen Retentionszeiten wie Pferde, ohne Unterschied zwischen löslichem und partikulärem Marker. Sekundäre Marker-Peaks zeigten Koprophagie an, und waren seltener auf proteinreichen Rationen. Mit 229 kJ kg-0.75 d-1 war der Ruheumsatz niedriger als bei einem Säuger dieser Grösse erwartet. Auf Rationen mit Konzentratfutter schieden die Viscachas Glukose im Urin aus. Die Daten weisen auf Gemeinsamkeiten in der Verdauung von Protein, Fett und Mineralien (insbesondere Kalzium) bei Dickdarmfermentierern hin, unabhängig davon, ob Koprophagie Bestandteil ihrer Verdauungsstrategie ist oder nicht. Hinsichtlich einer Verringerung der Verdaulichkeit durch Rohfaser waren Viscachas anders als Kaninchen und Meerschweinchen, ähnelten aber Pferden. Dies belegt, dass kleine Tiere fasserreiche Nahrung nicht notwendigerweise aufgrund ihrer Körpergrösse schlechter verdauen müssen. Stichworte: Pflanzenfresser, Nager, Verdauungsphysiology, Kalzium, unterirdische Lebensweise, Koprophagie

Abstract:

Viscachas (Lagostomus maximus) are herbivorous rodents native to South America. In three different experiments with a total of 16 adult animals and 6 different diets (total n of feeding trials = 35; not all measurements taken in all trials), various aspects of the digestive physiology of viscachas were investigated. First, a new dataset on dietary crude fibre, macromineral composition and the apparent digestibility of organic matter and macrominerals in rabbits (a total of 180 measurments with 12 individuals and 10 different diets) was added to literature data for rabbits, rodents and domestic horses, as a basis for comparison with viscachas. Viscachas achieved digesta retention times similar to that of horses; these did not differ for solute or small particle markers. Secondary marker excretion peaks indicated coprophagy, and were rarer on high-protein diets. Resting metabolic rate was lower than expected for mammals of this size at 229 kJ kg-0.75 d-1. On diets including concentrate feeds, viscachas excreted glucose in their urine. The data indicate similarities in the digestion of protein, lipids and macrominerals (in particuar, calcium) between hindgut fermenting herbivores irrespective of the strategy of coprophagy. With respect to a digestibility-reducing effect of dietary fibre, viscachas differed from rabbits and guinea pigs but were similar to horses, corroborating that small body size need not necessarily be linked to lower digestive efficiency on high-fibre diets.

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Erhaltungsbedarf für ein Säugetier mit einer niedrigen Stoffwechselrate, der Große Ameisenbär (Myrmecophaga tridactyla).

Vet. med. Diss. 12 Seiten.
Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich, Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere
Zoo Zürich

Publiziert als STAHL, M., OSMAN, C., ORTMANN, S., KREUZER, M., HATT, J. M. & CLAUSS, M. (2011) Energy intake for maintenance in a mammal with a low basalmetabolism, the giant anteater (Myrmecophaga tridactyla) im Journal  of  Animal  Physiology  and  Animal  Nutrition.

Volltext

Zusammenfassung:

Für den Großen Ameisenbären (Myrmecophaga tridactyla) wird eine niedrige Stoffwechselrate berichtet. Um den angenommenen niedrigen Energiebedarf nachzuweisen, führten wir mit 8 in Menschenobhut gehaltenen adulten Ameisenbären (2 Männchen, 6 Weibchen; im Alter von 1-14 Jahren; Gewicht zwischen 46-64 kg) 64 Experimente mit unterschiedlichen Futtermengen und –zusammensetzungen durch. Die Aufnahme an verdaulicher Energie (DE) wurde durch Wiegen des aufgenommenen Futters und der Kotmengen und durch Messung des Energiegehalts repräsentativer Proben bestimmt, und die Tiere wurden regelmäßig gewogen. Der Erhaltungsbedarf errechnete sich durch eine Regressions-Analyse für die Energieaufnahme, bei der es zu keine Gewichtsveränderung kam. Es ergab sich ein Mittelwert von 347 kJ DE kg-0,75d-1, welcher im Vergleich zum Erhaltungsbedarf von Hunden (460-580 kJ DE kg-0,75d-1) niedrig ist. Theoretisch macht ein solch niedriger Bedarf eine Art anfälliger für Überfütterung, wenn Mengen gefüttert werden, die für andere Arten adäquat erscheinen. Berichte über schnelleres Wachstum und höheres Körpergewicht von Ameisenbären im Zoo im Vergleich zu frei lebenden Artgenossen legen nahe, dass die Fütterung in Gefangenschaft weiter untersucht werden sollte.

Abstract:

Giant anteaters (Myrmecophaga tridactyla) are among those mammals for which a particularly low metabolism has been reported. In order to verify presumably low requirements for energy, we used 8 captive adult anteaters (2 males, 6 females; aged 1-14 years; body mass between 46-64 kg) in a total of 64 individual experiments, in which a variety of intake levels was achieved on a variety of diets. Digestible energy (DE) intake was quantified by measuring food intake and faecal excretion and analyzing representative samples of gross energy, and animals were weighed regularly. Maintenance DE requirements were calculated by regression analysis for the DE intake that corresponded to no weight change; this resulted in an estimate of 347 kJ DE kg-0,75d-1, which is low compared to the 460-580 kJ DE kg-0,75d-1 maintenance requirements of domestic dogs. In theory, metabolic requirements below the mammalian average could make species particularly susceptible to overfeeding, if amounts considered adequate for other mammals are given. Anecdotal reports on comparatively fast growth rates and high body masses in captive as compared to free-ranging giant anteaters suggest that feeding regimes in captivity should be further assessed.

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

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

Dissertation

199 Seiten

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

Zusammenfassung:

Abstract:

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

The following results were obtained:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Dissertation

129 Seite

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

Zusammenfassung:

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

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

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

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

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

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

Abstract:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Dissertation

182 Seite

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

Abstract:

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

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Verdauungsphysiologische Untersuchungen bei Galápagos-Riesenschildkröten Geochelone nigra.

Dr. med. vet. Dissertation

171 Seiten

Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Zürich, Departement für Kleintiere, Abteilung für Zoo-, Heim- und Wildtiere
Zoologischer Garten Zürich

Zusammenfassung:

Erst seit etwa zwanzig Jahren besteht ein vermehrtes Interesse an verdauungsphysiologischen Fragen bei herbivoren Reptilien, da diese als Heimtiere und in Artenschutzprogrammen eine immer grössere Rolle spielen. Mit der vorliegenden Arbeit wurden unter Anwendung von n-Alkanen Grundlagen über Verdauungsstrategien von Riesenschildkröten gefunden. Alkane sind gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe, die einerseits in der epikutikulären Wachsschicht von Pflanzen vorkommen, andererseits aber auch synthetischen Ursprungs sein können. Bei Säugern und Vögeln sind sie als Futtermarker bereits mehrmals erfolgreich verwendet worden. In der vorliegenden Studie wurden sie erstmals bei Riesenschildkröten eingesetzt. Pflanzliche Alkane wurden als interne Futtermarker verwendet, synthetische Alkane wurden auf Pellets appliziert als externe Marker verfüttert. Es wurden zwei Versuche mit elf Galápagos-Riesenschildkröten des Zoologischen Gartens Zürich durchgeführt.

Versuch 1 war eine Kinetikstudie mit Bestimmung der mittleren Verweilzeit (MVZ) der Ingesta im Gastrointestinaltrakt der Riesenschildkröten. Die MVZ der festen Ingestaphase wurde mit dem Alkan C₃₆ und mit Chrom-markiertem Heu bestimmt, diejenige der Flüssigphase mit Cobalt-EDTA. Dabei erwies sich C₃6 als gut geeigneter Passagemarker bei herbivoren Schildkröten.

In Versuch 2 wurde den Riesenschildkröten während 32 Tagen ein konstant zusammengesetztes Mischfutter verfüttert, um mit Hilfe der Alkanmethode Futterzusammensetzung, Verzehr, Kotmasse und die scheinbare Verdaulichkeit (sV) des Mischfutters und einzelner Nährstoffe zu untersuchen. Die dazu verwendeten Alkane C₂₈, C₃₂ und C₃₆ wurden mit zwei herkömmlichen Verdaulichkeitsmarkern, HCl-unlöslicher Asche und ADL, sowie mit der Kollektionsmethode verglichen. Letztere wurde bei vier einzeln gehaltenen juvenilen Riesenschildkröten durchgeführt und die Wiederfindungsrate der Verdauungsmarker bestimmt. Ausser der sV konnten alle Parameter mit der Alkanmethode zuverlässig bestimmt werden. Die sV wurde im Vergleich zur Kollektionsmethode signifikant unterschätzt. Immerhin wurden mit der Alkanmethode Ergebnisse erzielt, die denjenigen aus der Kollektionsmethode am nächsten kamen, woraus folgt, dass in Feldstudien, wo eine Sammlung des Gesamtkotes nicht möglich ist, Alkane zur Bestimmung der sV eingesetzt werden können. Auffallend waren die Ergebnisse der sV der Nahrungsfasern, die ergaben, dass Riesenschildkröten ihr Futter trotz darin enthaltener schwerverdaulicher Pflanzenbestandteile sehr gut verdauen.

Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen deutlich, dass Alkane als Futtermarker bei Reptilien ein grosses Potential besitzen, um verschiedene verdauungsphysiologische Grundlagen bezüglich Fütterung und Verdauung dieser Tiere zu sammeln

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