Einfluss von Haltungsbedingungen im Zoo auf endokrine Stressparameter bei Zebras.
The influence of animal husbandry on endocrine stress parameters of Zebras in the zoo.
Dr. med. vet. Dissertation
96 Seiten, 37 Abbildungen, 7 Tabellen, 144 Literaturangaben, Anhang mit 22 Tabellen und 3 Abbildungen
Veterinär-Physiologisch-Chemisches Insitut, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig
Leitung: Prof. Dr. Einspanier
Zoo Leipzig
Zusammenfassung:
Mit dieser Arbeit sollte erforscht werden, welchen Einfluss Umsetzung und Vergesellschaftung von Grevy- bzw. Böhm-Zebras in Zoologischen Gärten auf die Produktion von Stressund Sexualhormonen haben. Dafür wurden vor, während und nach dem Umsetzungs- und Vergesellschaftungsprozess Kotproben der Zebras gesammelt,bei -20°C gelagert, mit einem Methanol-Wasser-Gemisch extrahiert und anschließend deren Gehalt an Cortisol-, Progesteron-, Östradiol- und Testosteronmetaboliten analysiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass sowohl bei den adulten Grevy-Zebrastuten als auch bei deren Jungtieren (Zoo Leipzig) im Untersuchungszeitraum 2004 das ranghöchste und rangniedrigste Tier, 2008 nur das dominante Tier die höchsten Cortisolspiegel der Gruppe aufwiesen. Das in der Rangordnung den mittleren Platz einnehmende Zebra zeigte signifikant niedrigere Cortisolspiegel. Von den drei untersuchten Böhm-Zebras (Zoo Halle) besaß der Hengst signifikant niedrigere Cortisolwerte als die beiden Stuten, deren Cortisolspiegel sich vor der Umsetzung nicht signifikant voneinander unterschieden. Die Umsetzung der Grevy- Zebras in die Kiwara-Savanne und die Vergesellschaftungen mit Säbelantilopen, Straußen und Giraffen und auch die Umsetzung der Böhm-Zebras in ihr neues Gehege erhöhten jedoch nur bei den subdominanten Tieren den Basiswert des Cortisols signifikant. Zusätzliche Faktoren, wie z. B. sozialer Status (dominant vs. subdominant), soziale Ordnung und weitere exogene Einflüsse scheinen somit eine entscheidende Rolle bei der Stress-Verarbeitung von in Zoologischen Gärten gehaltenen Zebras einzunehmen. Die Adaptation der Zebras an ihre neue Umgebung nahm in den beiden Zoos unterschiedliche Zeitspannen in Anspruch. Bei den Grevy-Zebras war es aus tiergärtnerischen Gründen nicht möglich, diese AdaptationsZusammenfassung zeit zu definieren, da nur bis zwei Monate nach der Umsetzung eine individuelle Kotprobensammlung erfolgte und zu dieser noch bei einzelnen Tieren erhöhte Cortisolwerte messbar waren. 2008 konnten jedoch bei den adulten Stuten signifikant niedrigere Cortisolspiegel gemessen werden als 2004 im alten Gehege. Bei den drei untersuchten Steppenzebras fielen ca. vier Wochen nach der Umsetzung die Cortisolkonzentrationen deutlich ab und waren bei den beiden Stuten signifikant niedriger als im alten Gehege und als in der Zeit direkt nach der Umsetzung. Dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass die neuen Gehege günstigere Umweltbedingungen bieten als die alten Zebra-Anlagen. Bei der Auswertung der Sexualhormone wurde deutlich, dass alle drei Grevy-Zebrastuten im nicht tragenden Zustand sehr ähnliche Sexualhormonspiegel zeigten. Nach der Umsetzung war weder für Progesteron noch für Östradiol ein charakteristischer Zyklusverlauf zu erkennen. Es ist also anzunehmen, dass hier der durch die Umsetzung und Vergesellschaftung hervorgerufene Stress und damit das Ansteigen der Cortisolproduktion einen negativen Einfluss auf die Reproduktionsfähigkeit der untersuchten Zebras hatte. Die Böhm-Zebras waren während der Umsetzung tragend. Die Narkose und die neue Umgebung hatten keinen messbaren Einfluss auf die Sexualhormone und am Ende einer physiologischen Tragezeit wurden zwei gesunde Jungtiere geboren. Bei den beiden Böhm-Zebrastuten konnten des Weiteren die Östradiol- und Progesteronexkretionsprofile über drei Jahre hinweg aufgenommen und somit die Trächtigkeitsdauer und der Hormonverlauf während der Trächtigkeit beschrieben werden. Das Hormonprofil des Östradiol gleicht weitestgehend dem bei Grevy- Zebras geschilderten Verlauf mit der maximalen Ausscheidung während des zweiten Trimesters. Die Konzentration der Progesteronmetabolite weicht jedoch deutlich von dem bei Grevy- Zebras beschriebenen Profil ab. Hier konnte ein stetiges Ansteigen der Werte ermittelt werden, wobei frühestens ab der 8. Woche a.p. Werte über 200ng/g erreicht wurden und die höchsten Konzentrationen ca. 12 bis einen Tag a.p. bzw. einen Tag post partum gemessen wurden. Die durchschnittliche Trächtigkeitsdauer betrug 343±15 Tage. Mit dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass mittels Hormonbestimmungen im Kot von Zebras Veränderungen im Hormonhaushalt sowohl von Stress- als auch von Sexualhormonen sehr gut quantifiziert werden können. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Einfluss tiergärtnerisch wichtiger Verfahren, wie das Umsetzen und Vergesellschaften von Zebras oder die Kontrolle von Trächtigkeiten wissenschaftlich auszuwerten und Aussagen über die Qualität der Haltungsbedingungen zu treffen. Des Weiteren können über die individuellen Cortisolmetabolitkonzentrationen Rückschlüsse auf die soziale Stellung innerhalb der Gruppe gezogen und die Auswirkungen dieser auf den Umgang mit „Stress“ charakterisiert werden.
Summary:
The aim of the present study was to examine the influence of rehousing and socialisation of different mammals on feacel steroids in zebras in two zoological gardens. Therefore, faecal samples were collected previously, throughout and after the rehousing and socialisation process. After an extraction with methanol, the content of cortisol, estradiol, progesteron and testosterone metabolites were analysed in all faecal samples. During the first period of this study (2004) in the Zoological Garden Leipzig, the highest and the lowest ranking Grevy ́s zebra mare and its foal had significantly higher feacal cortisol metabolite concentrations than the middle ranking zebra. Throughout the second period (2008) only the dominant zebra had the highest cortisol levels. In the Zoological Garden Halle the subjects of the study had been three Grant ́s zebras, from which the stallion had significantly lower cortisol levels before the rehousing process. The relocation of the Grevy ́s zebras into the „Kiwara Savanne“ and their socialisation with giraffes, scimitar horned oryx and ostrichs resulted in significantly higher feacel cortisol concentrations in only the subdominant animals. The same change in cortisol concentration was also recorded following the relocation of the Grant ́s zebras. However, other factors like social status, social organisation and various environmental effects seem to play an important role when coping with stressfull situations. Each zebra group needed a different length of time to acclimatise. Finally, it was not possible to define this time for the Grevy ́s zebras in Leipzig because individual sampling was unable after two months of rehousing and some animals still had increased cortisol levels at this time. However, the data of the second period of study showed a significant reduction in cortisol concentrations for the three adult mares. The faecal cortisol metabolite concentrations of the three studied Grant ́s zebras significantly decreased about four weeks after rehousing. One can therefore conclude, that the new enclosures of both zebra goups seem to provide better environmental conditions than the previous enclosures. The three Grevy ́s zebra mares showed similar patterns of excreted sex hormones unless they are pregnant. Interestingly, after the rehousing none of the mares showed a regular ovulatory cycle. It can be assumed, that the increasing cortisol concentrations caused by rehousing and socialisation have a negative effect on reproductive fitness. The Grant ́s zebras were pregnant during the rehousing. Both, anaestesia and rehousing had no measurable effect on the excreted sex hormones. Healthy foals were born following a normal gestation period. By analyzing the estradiol and progesterone data collected over three years, the hormone profiles and the gestation length could be precisely stated. Compared with the hormone data from the Grevy ́s zebra, which is known from current literature the estradiol profiles of both species are quite similar (peak of excretion during mid gestation). The feacel progesterone concentration varied dramatically for Grevy ́s and Grant ́s zebras. The Grant ́s zebras showed a constant increase of progesterone metabolites during the whole pregnancy, which peaked from about 12 days before to one day after parturition. The mean gestation length measured in this study was 343±15 days. In summary, the results of this study support faecal steroid hormone analysis as a reliable non invasive method in order to monitor stressful situations (e.g. rehousing in a new enclosure and the socialisation of animals) as well as reproductive processes of zebras. Furthermore, faecal cortisol measurement is useful to define social structure and its influence on coping mechanisms.
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