Veterinärmedizinische Universität Wien Forschungsinformationssystem VetDoc

Grafischer Link zur Startseite der Vetmeduni Vienna

Gewählte Publikation:

Publikationstyp: Nichtpublizierter (nicht zitierfähiger) Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung (A3)
Dokumenttyp:
Vortragstyp: Vortrag
Invited Speaker

Jahr: 2013

AutorInnen: Haymerle, A

Titel: Physiological adaptations to extreme climates in Alpine chamois.

Quelle: International Workshop on Chamois; NOV 26,2013; Val di Rhêmes, ITALY. 2013.

Autor/innen der Vetmeduni Vienna:

Haymerle Agnes

Beteiligte Vetmed-Organisationseinheiten
Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie


Abstract:
Physiologische Anpassungen an extreme Klimabedingungen bei der Alpengämse Agnes Haymerle Research Institute of Wildlife Ecology, University of Veterinary Medicine Vienna, Austria Email: agnes.haymerle@vetmeduni.ac.at In Lebensräumen mit grossen saisonalen Unterschieden haben sich Tiere an die Herausforderungen der Umwelt angepasst. Zum Beispiel verlangt das Überleben von langen, kalten Wintern eine spezielle Akklimatisierung, um den Energieverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren [1, 2, 3, 4]. In dieser Hinsicht ist die Alpengämse (Rupicapra r. rupicapra) ein geeigneter Modellorganismus, um diese funktionellen Anpassungen in der Wildnis zu untersuchen. Das Überleben der Gämse hängt wahrscheinlich zu einem Grossteil von der Akkumulation von Fettreserven im Sommer ab, wie dies auch bei vielen andern Huftieren der Fall ist, die in grossen Höhen leben [5, 6]. Die Härte des Winters, d.h. die Schneehöhe [7, 8, 9] und tiefe Temperaturen [10], die zum Hungertod führen, scheinen die Hauptgründe für Mortalität bei Gämsen zu sein, besonders bei jungen und alten Tieren. Wir haben die physiologischen Reaktionen freilebender Gämsen in einem natürlichen Habitat auf sich ändernde Klimabedingungen untersucht. Trotz einiger Einschränkungen wird die Herzfrequenz als geeignete Näherung für die Stoffwechselrate angesehen [11, 12, 13, 14] und wurde zusammen mit der Körpertemperatur kontinuierlich mit einer selbstentwickelten Sonde gemessen, die im Netzmagen lokalisiert war. Zusammen mit Aktivitätsmessungen wurden die physiologischen Daten in einem GPS-Halsband gespeichert. Um den Basalmetabolismus über die Herzfrequenz zu messen, sollten Messungen während der Nacht am ruhenden Tier die beste Annäherung sein, da es dann relativ wenige Einflüsse durch Aktivität oder Verdauung gibt. Studiengebiet Die Studie wurde zwischen November 2009 und Juni 2012 in den Österreichischen Alpen im Gebirgsmassiv ‚Totes Gebirge‘ (47°43’N, 13° 04’E) auf Höhenlagen von 500m bis 2500m ü.M. (Baumgrenze auf ca.1500m ü.M.) durchgeführt. Das Klima im Studiengebiet ist vor allem durch eine relativ hohe Niederschlagsmenge (jährliches Mittel ca. 2080mm), hohe Wolkenbedeckung, hohe Luftfeuchtigkeit und eine mittlere Jahrestemperatur von etwa 3.4 °C (Mittelwerte zwischen -4.1°C im Januar und +11.2 °C im Juli) geprägt. Die Wetterdaten wurden an der meteorologischen Station ‚Feuerkogel‘ (1625m ü.M.) aufgenommen, die nahe des Studiengebiets liegt (Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik). Datenaufnahme 16 Gämsen (9 Männchen zwischen 3 und 12 Jahren alt und 7 Weibchen zwischen 4 und 12 Jahren) wurden mit unserem Telemetrie-System ausgerüstet, das schon erfolgreich in einer Langzeit-Feldstudie über den Alpensteinbock [3, 15] und bei Rothirschen in Gefangenschaft [1, 4] eingesetzt worden war. Die Tiere wurden erst aus der Distanz betäubt [16, 17]. Die Aufwachphase verlief bei allen Gämsen ruhig, ohne Zwischenfälle und schnell (< 2min). Das Telemetrie-System bestand aus einem modifizierten GPS-Halsband und einer Pansen-Einheit, die im Netzmagen platziert wurde. Die zylindrische Pansen-Sonde (22x80mm) wurde den betäubten Tieren oral verabreicht, während der Schluckreflex noch funktionierte [15]. Die Sonde verblieb in der gastro-ösophagealen Vorkammer, d.h. dem Netzmagen, neben dem Herz. In der Huftiermedizin werden Magneten ähnlich verwendet, um magnetische Fremdkörper im Netzmagen zu fixieren. Basierend auf diesem Verfahren entwickelten wir ein elektronisches Gerät, das Herzkontraktionen mit einem Beschleunigungssensor aufnehmen konnte [15]. Dieser Sensor registrierte aber auch die Bewegungen des Tieres; deshalb konnte die Herzfrequenz nur zuverlässig gemessen werden, wenn das Tier sich im Ruhezustand befand. Die Herzfrequenz wurde alle 18min gemessen (siehe [15] für Einzelheiten). Die Panseneinheit enthielt auch einen Temperaturfühler, der eine Temperaturaufnahme im Netzmagen alle 3min mit einer Genauigkeit von ± 0.1 °C ermöglichte. Die aufgenommenen Daten wurden dann über eine Kurzstrecken-UHF Verbindung auf ein Datenerfassungssystem übermittelt, das im GPS-Halsband installiert war. Die Bewegungsaktivität wurde kontinuierlich mit Beschleunigungssensoren gemessen, die standardmässig im GPS-Halsband installiert waren. Am Ende der Messperioden wurden die Sender im Feld dank eines automatischen Drop-off Systems und mithilfe eines VHF-Geräts im Halsband wieder eingesammelt. Vorläufige Resultate Da der Beschleunigungssensor des Geräts zur Messung der Herzfrequenz jede Bewegung des Tieres aufnahm, konnten zuverlässige Messungen der Herzfrequenz nur bei ruhenden Gämsen mithilfe eines technischen Filterprozesses erlangt werden. Die Herzfrequenz von Gämsen zeigte starke saisonale Änderungen mit langen Perioden sehr tiefer Werte im Winter und einer sehr schnellen Zunahme im Frühling. Im Sommer war die Herzfrequenz fast doppelt so hoch wie im Winter, obwohl sie nach einem Maximum im Frühsommer kontinuierlich abnahm (Figur 1). Die mittlere Körpertemperatur reichte von etwa 38.8 °C im Winter bis etwa 39.3 °C im Sommer. Die Bewegungsaktivität wurde ebenfalls stark von der Jahreszeit und von Wetterbedingungen beeinflusst. Ausserdem variierten Herzfrequenz, Körpertemperatur und Aktivitätsgrad wesentlich über den Tagesverlauf. Die Körpertemperatur erreichte in den frühen Morgenstunden Minimalwerte und am späten Nachmittag ein Maximum. Von Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang nahm die Körpertemperatur kontinuierlich ab. Danach nahm sie bis zum Spätnachmittag zu. Das tageszeitliche Aktivitätsmuster war stark von klimatischen Bedingungen abhängig. An kalten Tagen im Winter war die Aktivitätsperiode kurz, etwa zwischen 11 Uhr vormittags und 16 Uhr nachmittags, während sie an Tagen mit milderen Temperaturen länger dauerte, von 8 Uhr morgens bis 17 Uhr nachmittags. Dagegen war die Tagesaktivität im Sommer zweiphasig, mit intensiven Aktivitätsperioden um Sonnenauf- und –untergang. Eine zusätzliche Phase erhöhter Aktivität fand um Mitternacht herum statt. Im Winter erreichte die Herzfrequenz bei Aussentemperaturen über -5°C ein niedrigstes Mittel von etwa 39 Schlägen pro Minute um 8 Uhr morgens und ein Maximum von etwa 46 Schlägen pro Minute um 11 Uhr vormittags. Die mittlere stündliche Herzfrequenz während kalten Winternächten betrug zwischen 42 und 48 Schlägen pro Minute, und zwischen 39 und 45 Schlägen pro Minute bei wärmeren Aussentemperaturen. Nachts korrelierte die Ruhe-Herzfrequenz mit klimatischen Faktoren wie Aussentemperatur und Windgeschwindigkeit. Im Winter scheint die untere Grenze der thermoneutralen Zone etwa -10°C zu betragen. Unter dieser Temperatur steigt die Herzfrequenz kontinuierlich an. Die untere kritische Temperatur von -10°C liegt etwa 10°C unter dem Erwartungswert für ein Tier dieser Körpergrösse [18], was die gute Kälteanpassung und wahrscheinlich eine gute Fähigkeit reflektiert, die Oberflächentemperatur durch Vasomotion zu kontrollieren [19]. Schlussfolgerungen Um den Winter zu überleben, scheinen die Energiesparstrategien, bei denen die Aktivität reduziert wird, je härter die klimatischen Bedingungen werden, und die niedrige thermoneutrale Zone ausreichend, aber trotzdem führen strenge Winter zu erhöhter Wintersterblichkeit. In Bezug auf den Klimawandel können regionale Langzeiteffekte auf die Aussentemperatur, den Schneefall und besonders den Schneefall im Spätwinter Auswirkungen auf das Überleben von Gämsen im Winter haben.


© Veterinärmedizinische Universität Wien Hilfe und DownloadsErklärung zur Barrierefreiheit