Hyänen erholen sich nur langsam von einer Epidemie
Bio-News vom 20.11.2018
Infektionskrankheiten können Wildtierbestände stark dezimieren und dadurch sowohl die Dynamik von Lebensräumen als auch die biologische Vielfalt (Biodiversität) beeinflussen. Vorhersagen über langfristige Auswirkungen von Epidemien sind deshalb für den Artenschutz wichtig. Forscher vom Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) und vom CEFE in Montpellier haben ein mathematisches Modell („Matrixmodell“) entwickelt, um den Einfluss einer Epidemie des Hundestaupevirus (CDV) auf die Population der Tüpfelhyänen in der ostafrikanischen Serengeti-Savanne zu untersuchen. Die Ergebnisse der Studie wurden im neuen Nature-Open-Access-Journal Communications Biology veröffentlicht.
Im Serengeti-Nationalpark im Nordwesten Tansanias grassierte 1993/1994 eine heftige Hundestaupe-Epidemie. Sie dezimierte nicht nur die Löwenpopulation um rund ein Drittel, sondern traf auch die Tüpfelhyänen, eine sehr soziale Wildtierart, schwer. Vor allem viele Jungtiere erkrankten, zeigten die typischen Symptome der Hundestaupe und verstarben. Das Hundestaupe-Virus (canine distemper virus, kurz CDV) wurde vermutlich bereits im frühen 20. Jahrhundert in Afrika eingeschleppt. Die Epidemie bei Löwen und Tüfelhyänen im Serengeti-Becken wurde jedoch von einem neuen, für beide Arten hochansteckenden CDV-Stamm ausgelöst, der sich unerwartet schnell und weit verbreitete.
Während sich der Löwenbestand schnell erholte und zu alter Größe zurückfand, erforderte die prognostizierte Erholung der Hyänenpopulation mehr als ein Jahrzehnt, wie die aktuelle Studie zeigt. Der Hauptgrund für deren langsame Erholung liegt wahrscheinlich, so meinen die Forscher, in der relativ langsamen Vermehrungsrate der Tiere. „Tüpfelhyänen stecken sehr viel mehr Energie in jedes Junge als Löwen“, sagt Sarah Benhaiem, Wissenschaftlerin am Leibniz-IZW. „Sie bekommen in der Regel nur ein bis zwei Junge pro Jahr, die sie auch deutlich länger und intensiver mit hochwertiger Milch säugen, nämlich ein bis fast zwei Jahre lang, was außergewöhnlich lang für einen Fleischfresser ist.“ Arten mit niedrigen Vermehrungsraten sind wahrscheinlich besonders gefährdet durch vom Menschen verursachte Bedrohungen wie die Einführung exotischer Krankheiten, die CDV in Afrika darstellt. "Die Studie zeigt, dass solche Bedrohungen auch für Tierpopulationen in einem der größten Nationalparks Afrikas gelten", ergänzt Marion L. East (Leibniz-IZW).
Publikation:
Benhaiem S, Marescot L, East ML, Kramer-Schadt S, Gimenez O, Lebreton JD, Hofer H
Slow recovery from a disease epidemic in the spotted hyena, a keystone social carnivore
Communications Biology
DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-018-0197-1
In das mathematische Modell („Matrixmodell“) flossen Daten von 625 Tüpfelhyänen-Weibchen ein, die als Teil eines Langzeitprojektes zwischen 1990 und 2010 gesammelt wurden. Zu diesen Weibchen wurde eine umfangreiche und vielfältige Datenbank zusammengestellt, die Informationen über soziale Interaktionen, klinische Krankheitsanzeichen, molekulare und immunologische Hinweise auf Infektionen und Todesfälle enthielt. So konnten die Forscher ein komplexes Modell mit drei relevanten Informationsschichten aufbauen: Krankheitsdaten wurden mit Informationen über den sozialen Status der weiblichen Hyänen und Daten über ihr Alter und ihren Fortpflanzungsstatus kombiniert. "Unseres Wissens wurde dieses Niveau bisheriger Matrix-mathematischer Modelle für Wildtierkrankheiten nicht erreicht", kommentieren Heribert Hofer (Leibniz-IZW) und Jean-Dominique Lebreton (Zentrum für Funktionelle Ökologie und Evolution (CEFE) in Montpellier, Frankreich).
Die aktuelle Studie baut auf einer früheren Arbeit des gleichen Teams auf, die im März 2018 in der Fachzeitschrift Functional Ecology veröffentlicht wurde. Diese hatte den Einfluss der Hundestaupe-Epidemie auf Individuen analysiert und gezeigt, dass die Jungen hochrangiger Weibchen eine höhere Überlebenschance hatten als die Jungen niederrangiger Weibchen. „Hochrangige Weibchen haben in der Gruppe den ersten Zugriff auf die erjagte Nahrung. Sie geben ihren Jungen deshalb öfter Milch, weshalb diese kräftiger sind und schneller heranwachsen“, sagt Lucile Marescot, die als Wissenschaftlerin am Leibniz-IZW an der Studie mitgearbeitet hat und derzeit am CEFE forscht. Es ist daher nicht verwunderlich, dass die jetzige Studie feststellte, dass in erster Linie die hochrangigen Weibchen zur Erholung des Bestandes beitrugen.
Das neue mathematische Modell erlaubte es auch erstmals, die Ansteckungsrate (R0) dieser Krankheit bei Tüpfelhyänen zu bestimmen. Dies ist ein nützliches Maß in der Epidemiologie, da uns diese Rate sagt, ob und wie schnell sich eine Infektion in einer Population ausbreitet", erklärt Olivier Gimenez (CEFE). Während der Epidemie betrug diese Zahl fast sechs, was darauf hindeutet, dass eine infizierte Hyäne im Schnitt das Virus auf sechs andere gesunde Hyänen übertragen hat. „Das ist ein ziemlich hoher Wert, ähnlich dem von Masern beim Menschen, der auch erklärt, warum sich die Epidemie in den 1990er-Jahren so schnell ausbreitete“, betont Stephanie Kramer-Schadt (Leibniz-IZW). Wie bei Masern gilt auch hier: Überleben infizierte Jungtiere die Erkrankung, bilden sie Antikörper gegen das Virus und sind lebenslang immun. Im Allgemeinen zeigt die Studie, wie wichtig es ist, die möglichen Wechselwirkungen zwischen Alter und sozialem Status von Individuen bei der Ausbreitung einer Kinderkrankheit zu berücksichtigen.
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