- Wissenschaftler_innen analysieren üblicherweise die Stresshormone, die in Kot gefunden werden, um die Bedeutung von Umwelteinflüssen auf die Gesundheit von Tieren zu bewerten – dabei betrachten sie zum Beispiel die Auswirkungen von Holzgewinnung auf Fleckenkauze, von Ökotourismus auf Berggorillas und von Schiffsverkehr auf Glattwale.
- Eine frühere Annahme ist, dass die Stresshormonspiegel von einzelnen Tieren repräsentativ für ihre Spezies seien. Erkenntnisse zeigen jedoch, dass der Spiegel des Stresshormons Glucocorticoid (GC) aufgrund von Faktoren wie Geschlecht, Alter und Reproduktionsphase variieren kann.
- Julia Greenberg benutzt Daten aus 20 Jahren, die das Mara Hyena Project gesammelt hat, um die Grenzen der Messung des fäkalen GC-Spiegels zu testen und um nach langfristigen Mustern zu suchen. Sie wollte wissen, ob GC dazu benutzt werden könnte, allgemeine Stressentwicklungen einer Tierpopulation zu zeigen und so zu einer besseren Planung beim Wildtiermanagement beizutragen.
- Bis jetzt hat sie herausgefunden, dass einzelne Hyänen, die in jungen Jahren hohe GC-Spiegel in ihrem Kot aufweisen, nicht so lange leben. Andererseits konnte sie keinen Zusammenhang zwischen frühen hohen CG-Spiegeln und späterem Fortpflanzungserfolg feststellen.
Kot: Ihn einzusammeln und zu untersuchen ist eine wissenschaftliche Methode zur Bestimmung des Stresspegels von Tieren.
Aber es ist kein ideales Instrument: „Ich habe schnell gemerkt, dass die Interpretation der Messung des fäkalen Hormonspiegels viel komplizierter ist, als es zunächst schien!“ sagt Julia Greenberg, Doktorandin am Institut für Zoologie der Michigan State University in East Lansing. Sie studiert den Stresshormonspiegel von afrikanischen Tüpfelhyänen.
Kot kann – ohne zu sehr ins Detail zu gehen – auf Glucocorticoid (GC) untersucht werden. Das sind die Hormone, die von den Nebennieren als Reaktion auf verschiedene Stresssituationen im Leben freigesetzt werden. Kurzfristig wird diese Hormonausschüttung als etwas Gutes betrachtet – sie hilft dabei, den Blutzuckerspiegel zu erhöhen und Muskelermüdung in „Fight-or-flight“-Situationen hinauszuzögern.
Aber chronisch erhöhte Glucocorticoidspiegel, die durch konstant niedrige Stresspegel verursacht werden, können das Immunsystem schwächen und den Körper auslaugen – ein Effekt, der bei Menschen festgestellt wird, die an einer Posttraumatischen Belastungsstörung leiden. Bei Wildtierpopulationen könnte diese chronische Reaktion die Lebenszeit eines Tiers verkürzen oder den Fortpflanzungserfolg reduzieren.
Idealerweise bietet das Feststellen des Hormonspiegels im Kot Forscher_innen eine nichtinvasive Möglichkeit, die Auswirkungen von Stress auf eine große Anzahl von Spezies zu beurteilen. Diese Informationen können Umweltschützer_innen helfen, die Folgen von Störungen durch Menschen oder anderen Stressfaktoren für Tiere zu bewerten. Studien über Stresshormone in Kot haben die Auswirkungen von Holzgewinnung auf Fleckenkauze, von Ökotourismus auf Berggorillas und von Schiffsverkehr auf Glattwale untersucht.
Aber die Technik ist nicht absolut sicher. Nicht jedes Tier oder jede Spezies drückt Stress auf dieselbe Art aus.
„Es gab einen Punkt, an dem alle anfingen, dieses mächtige Instrument zu benutzen, und dann, nach vielleicht zehn Jahren, merken wir, dass es damit ein paar Probleme gibt,“ sagt Greenberg. „Wir haben es immer noch nicht geschafft, Stressmarker zu benutzen, um allgemeine Tendenzen bei der gesamten Spezies zu erkennen.“
Dennoch investieren Wissenschaftler_innen und Wildtiermanager_innen weiterhin viel Zeit und Geld in die Überwachung der Stresshormone der Spezies. Greenberg fragte sich: Gibt es einen Weg, diese Tests zu benutzen, um Trends für Populationen abzubilden und so bessere Pläne für das Wildtiermanagement zu entwickeln.
Mongabay: Warum werden die Stresshormonspiegel von Tüpfelhyänen überwacht?
Julia Greenberg: Mein Interesse wurde durch ihre Reaktion – verglichen mit anderen großen Karnivoren in Kenia – auf das zunehmende Vordringen von Viehweiden geweckt. Im Gegensatz zu Löwen und Geparden gab es bei den Tüpfelhyänen (Crocuta crocuta) keinen großen demografischen Einbruch. Ich wollte wissen, wie sie es geschafft haben, sich an diese sich verändernde Welt anzupassen.
Ich wette, dass ihre Flexibilität [und Widerstandsfähigkeit] mit der wirklich langen Entwicklungsphase der Hyänen zusammenhängt. Die Welpen sind erst mit 14 Monaten abgestillt und sie können nicht richtig jagen, bis sie fünf Jahre alt sind. Wir denken, dass sie so lange bei ihrer Mutter verbringen, weil ihre mächtigen Kiefer Jahre brauchen, um sich zu entwickeln, und bis dahin brauchen sie ihre Mutter, um sie bei Konkurrenzkämpfen und Tötungen zu verteidigen.
Die Hyänen leben außerdem lange. In dem Clan unserer Studie ist Navajo mit 24 Jahren die älteste bekannte Hyäne. Aufgrund unserer Langzeitdaten steht uns mit GC ein fundamentaler Biomarker zur Verfügung, von dem ich dachte, dass er mir helfen könnte, Implikationen für die Anpassungsfähigkeit anhand der erhöhten Konzentration von Stresshormonen zu untersuchen.
Ich dachte auch – naiverweise – dass das Laborarbeit ist und deshalb alles einfach sein würde: Ich würde mit wirklich objektiven biologische Messungen arbeiten… aber ich habe schnell gemerkt, dass die Interpretation der Messung des fäkalen Hormonspiegels viel komplizierter ist, als es zunächst schien.
Mongabay: In welchem Verhältnis standen Stresshormone zum Überleben und zum Fortpflanzungserfolg von Hyänen?
Julia Greenberg: Zunächst hatte ich das bewegende Privileg, einen Datensatz zu öffnen, der fast 30 Jahre umfasst. Kay Holekamp, Professor des Instituts für Integrative Biologie an der MSU [Michigan State University] begann 1988 das Mara Hyena Project im Masai Mara National Reserve in Südwestkenia. Seither haben viele Menschen, die den Kot dieser Tiere beobachten und aufsammeln wollten, an dem Projekt gearbeitet.
Jeden Tag sind wir Tieren [im Feld] anhand ihrer Tüpfelmuster, Ohrverletzungen oder Halsbänder (wir benutzen Telemetrie oder GPS) gefolgt. Dadurch wissen wir viel über die Beziehungen und die streng matrilinealen sozialen Hierarchien des Clans. Der Vorteil dieser langjährigen Forschung ist, dass wir das Verhalten einzelner Tiere mit den Hormonspiegeln in den Fäkalien, die wir sammeln, in Verbindung bringen können. Erst nach all diesen Jahren beginnen wir zu verstehen, wie sich diese Faktoren in einer langlebigen Spezies auswirken.
Bei Kot, der von 1993 bis 2013 gesammelt wurde, untersuchten wir speziell Tiere, von denen wir Proben aus dem ersten Jahr ihres Lebens hatten. Die Hypothese war, dass frühes Verhalten und physiologische Funktionen deutlichere Auswirkungen darauf haben würden, wer später lebt oder stirbt. In dieser Zeit sterben auch ungefähr 50 % der Tiere.
Ich habe Stresshormonspiegel damit in Beziehung gesetzt, wie lange jede Hyäne gelebt hat und welche Weibchen mindestens zwei Würfe hatten. Wir haben herausgefunden, dass Tiere, die in jungen Jahren hohe GC-Spiegel in ihrem Kot aufweisen, nicht so lange leben. Andererseits gab es keinen Zusammenhang mit dem Fortpflanzungserfolg. In dieser Studie erscheinen diese Werte nicht hilfreich, um die Anzahl der Jungen vorauszusagen, aber sie kann Manager_innen helfen, die Lebensdauer von einzelnen Tieren zu beurteilen.
Mongabay: Was kommt als Nächstes?
Julia Greenberg: Ein weiterer Faktor, von dem wir oft annehmen, dass er wahr ist, ist, dass individuelle Stresspegel eine Eigenschaft sind. Das bedeutet, dass GC-Konzentrationen, die wir am Montag feststellen, an jedem anderen Tag dieselben sind. Ich möchte mithilfe unseres Datensatzes herausfinden, ob diese „Stress-Metriken“ wiederholbar sind. Gibt es Tiere mit besonders hohen Stresspegeln? Wir wissen es nicht wirklich.
Außerdem haben wir den Luxus, unsere Hyänen betäuben zu können, um Blutuntersuchungen zu machen, wodurch wir auch auf diese Art die Glucocorticoidkonzentration messen können. Manche ziehen Blutproben Kotproben vor. Ich würde gerne Muster bei beiden vergleichen. Dann können wir sehen, ob wir in den Studien, bei denen wir nur Kotproben bekommen können, etwas übersehen.
Da mehr Studien durchgeführt werden, werden sich hoffentlich allgemeine Trends abzeichnen, die uns helfen, brauchbare Vorhersagen mit diesem Test zu machen.
Kay Holekamps Blog über Hyänenforschung:
http://msuhyenas.blogspot.com/
Kay Holekamps Website über seine Arbeit über Hyänen:
http://hyenas.zoology.msu.edu/research/crocuta.html
Julia Greenbergs Blog:
http://juliargreenberg.wix.com/juliagreenberg
