Overview of research projects

Funding: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Landesentwicklung und Verbraucherschutz, 286.000 EUR

Project Details:
-Der Einfluss des Tourismus auf die Habitatnutzung des Birkwildes soll anhand telemetrierter Birkhühner und der touristischen Aktivitäten im NSG Lüneburger Heide untersucht werden.
-Wie arrangieren sich saisonal und tageszeitlich die Birkhühner in den verschiedenen Lebensphasen (Balz, Brut, Kükenaufzucht, Winter) mit dem Touristen in dem gemeinsamen Lebensraum, welche negativen Beeinflussungen existieren und muss gegebenenfalls die Besucherlenkung optimiert werden?
-Mit Hilfe der Telemetrie wird die Habitatnutzung von Birkhühnern im NSG Lüneburger Heide im Jahresverlauf ermittelt. Insbesondere sollen die Balz-, Brut- und Aufzuchthabitate sowie die Winterlebensräume bestimmt werden. Darüber hinaus sind exakte Entfernungen der Aufenthaltsorte der Birkhühner zu den Wanderwegen und Waldrändern zu erfassen.
-Die touristische genutzten Wege und Plätze werden entsprechende ihrer saisonalen und tageszeitlichen Nutzung kartiert.
-Die Habitatnutzungsanalysen aus den Jahren 2011 - 2012 werden um weitere Daten ergänzt, sodass aussagekräftige Ergebnisse erzielt werden können.
-Die Bestimmung des Nahrungsspektrums adulter Birkhühner mittels Kotanalysen unterstützt die Bewertung der bevorzugten Birkhuhnhabitate.
-Dokumentation der Zwischenergebnisse zum 31.12. des Jahres und Publikation der Endergebnisse zum 31.03.2017

Results:

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0238660

Funding: Fritz-Ahrberg-Stiftung, 76.416 EUR

Project Details:
Beschreibung: Tiere unterschiedlicher Genetik (ROSS 308, Lohmann Dual, Hubbard, Lohmann Brown in zwei Altersstufen) werden identisch gefüttert und gehalten, wobei ein reduzierender Einfluss eines mit Laurinsäure versetzen Futters auf den Infektionsstatus der zuvor künstlich mit Campylobacter jejuni infizierten Tiere geprüft werden soll. Im Rahmen der Untersuchungen werden Leistungsparameter wie die tägliche Futteraufnahme, die täglichen Zunahmen und die Futterverwertung erfasst. Neben der täglichen Kontrolle und Dokumentation des klinischen Allgemeinzustandes wird die Fußballengesundheit beurteilt. Infektionsversuche mit Campylobacter jejuni sollen klären, ob unterschiedliche Fütterungsvarianten einen Einfluss auf die Ausbreitung einer experimentell herbeigeführten Infektion haben.

Funding: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, 146.597 EUR

Project Details:
Ziel der Studie ist die Optimierung der Dauergrünlandwirtschaft unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten. Hierfür werden Grünland- und Klimadaten, Einzeltiergesundheits- und Leistungsdaten erhoben und verglichen sowie Verhaltensbeobachtungen bei vier Angusrind- Herden an repräsentativen Standorten Deutschlands durchgeführt.

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN).

Results:

http://orgprints.org/32364/1/32364_12NA042_TiHo_Hannover_Kemper_2017_MuKuGreen.pdf

Cooperation Partners:

Hochschule Osnabrück

Funding: BMEL, Projektträger BLE, 244.126 EUR

Project Details:
In diesem Projekt sollen neue innovative bestandsspezifische Impfstoffe zur Immunprophylaxe beim Geflügel entwickelt werden, welche durch vereinfachte Applikationsverfahren zu einer Verbesserung des Gesundheitsstatus beim Nutzgeflügel führen sollen. Der Gebrauch von Antibiotika soll dadurch erheblich verringert und das Risiko der Entstehung antibiotikaresistenter Erreger deutlich gesenkt werden.

Results:

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/03079457.2017.1408895

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/03079457.2019.1660305

Cooperation Partners:

Ripac-Labor GmbH, Potsdam

Institut für Chemie und Physikalische Chemie, Universität Potsdam

Heidemark Mästerkreis GmbH & Co KG, Haldensleben

SMB Services in Molecular Biology GmbH, Rüdersdorf

Funding: DFG (STE 1428/4-1, BI 262/18-1), 145.045 EUR

Project Details:
Heutige Organismen enthalten Information über ihre phylogenetische Entstehung in den Sequenzen der Proteine und Nucleinsäuren. Daher basiert die moderne Systematik nun vor allem vergleichenden DNA-Sequenzanalysen. Es gibt allerdings einen bedeutenden Mangel an anderen, nicht molekularen Merkmalen mit phylogenetischer Bedeutung, die die molekular basierte Systematik bestätigen oder korrigieren können, und Unklarheiten beseitigen helfen. Da die Zellkommunikation eine wichtige Rolle in der Funktion eines Organismus spielt, kann die Analyse der Verteilung von Botenstoffen zusätzliche Einsichten in die Evolutionsgeschichte liefern. Viele Arten des Tierreichs benützen Acetylcholin als Transmitter an der Synapse zur Skelettmuskulatur. Im Gegensatz dazu konnte bei einigen Arthropodenarten Glutamat als exzitatorischer Transmitter an neuromuskulären Synapsen identifiziert werden. Das Projekt wird die Hypothese testen, dass die schnellen exzitatorischen Motoneuronen im Stamm der Arthropoden ausschließlich glutamaterg sind. Mittels elektrophysiologischer und zytochemischer Techniken sowie Immunfärbungen wird untersucht, ob dieses Merkmal eine Synapomorphie der Euarthropoda oder möglicherweise der Panarthropoda (Euarthropoda, Onychophora, Tardigrada) ist. Periphere Inhibition durch GABAerge Motoneurone ist innerhalb der Evertebraten weit verbreitet, scheint aber in mehreren Gruppen zu fehlen. Um zu testen, ob solche zellspezifischen chemischen Eigenschaften als Merkmale zur Charakterisierung systematischer Gruppierungen dienen können, wird in diesem Projekt die histologische Färbung cholinerger, GABAerger und glutamaterger Marker mit Elektrophysiologie an der neuromuskulären Synapse bei Arthropoden und einigen Outgroup-Spezies kombiniert. Als Ziel des Projekts wird angestrebt, einen Satz von etablierten Neurotransmittern an der neuromuskulären Synapse bereitzustellen, die als Merkmale für phylogenetische Analysen herangezogen werden können.

Results:

Zusammenfassung der Projektergebnisse

 

In contrast to the vertebrates and many other phylogenetic groups which use acetylcholine as chemical messenger at the neuromuscular junction, in some well-studied crustacean and insect preparations glutamate has been shown as the excitatory transmitter. However, it is currently unknown whether glutamate acts as neuromuscular transmitter in other arthropod lineages. In this cytochemical/immunofluorescence investigation, we studied potential neurotransmitters in ventral ganglia and neuromuscular junctions of selected species of Myriapoda, Chelicerata, basal Hexapoda. and pterygote insects. We could co-localize glutamate with synapsin labelling in synaptic boutons on skeletal muscles in all studied arthropod specimens. Acetylcholine esterase (AChE) activity as a marker for cholinergic synapses was found abundantly in the central nervous systems, but not at neuromuscular junctions. Our data indicate that glutamate, and to a lesser extent, GABA are most likely neurotransmitters at arthropod neuromuscular junctions, whereas acetylcholine is very unlikely to play a role in neuromuscular transmission. As outgroup we localized AChE at the neuromuscular junctions of the Annelida Platynereis, Lumbricus and Eisenia. Together with our previous findings of mixed cholinergic/glutamatergic neuromuscular innervations in the onychophoran sister group, the new data support our hypothesis of the skeletal neuromuscular transmitter glutamate as a phylogenetic character of Arthropoda. During the evolution of rapid arthropod locomotion, GABAergic inhibitory neuromuscular transmission may have been an advantageous character, but is missing in several taxa. We found neuromuscular GABA labelling in all non-holometabolous hexapods. In chelicerates we found GABA in spider and scorpion, but not pseudoscorpion NMJs. In Myriapods, we found GABA in walking leg NMJs, but body wall NMJs displayed GABA-immunoreactivity only in Chilopoda. In addition to revealing glutamate and GABA as the most likely neurotransmitters at the neuromuscular junction, we made the surprising discovery of GABA and its biosynthetic enzyme glutamate decarboxylase (GAD) in sensory neurons of a centipede. Some arthropod mechanosensory neurons may not only use acetylcholine as a common neurotransmitter, but GABA is also a candidate. This is in line with published data from other labs on neurotransmitter diversity in the arthropod sensory system, showing histaminergic mechanosensory neurons in Drosophila and a spider. To address neurochemical characters the central nervous system, we investigated the morphology of identifiable serotonin-containing neurons in the wingless hexapod taxa Archeognata and Zygentoma. Comparisons with the patterns of serotonin-containing neurons in major tetraconate taxa suggested a close phylogenetic relationship of Remipedia, Cephalocarida, and Hexapoda. A recently published phylogenomic analysis considered Remipedia as the sole crustacean sister group of Hexapoda. Using a lipophilic dye, we traced the remipedian olfactory projection neuron pathway up to the hemiellipsoid bodies. All parts of the hemiellipsoid body expressed the catalytic subunit of the cAMP-dependent protein kinase A, an enzyme particularly enriched in in insect mushroom bodies. Moreover, immunofluorescence of the GAD enzyme revealed a cluster of GABAergic interneurons in the hemiellipsoid body, reminiscent of the characteristic feedback neurons of the mushroom body. These findings support the hypothesis of homology between remipedian hemiellipsoid bodies and hexapod mushroom bodies, despite differences in the neuroanatomical architecture and the malacostracan ground pattern of the olfactory pathway.

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/249531961

Cooperation Partners:

Dr. Heiko Meyer, Laser Zentrum Hannover

Funding: DFG DFG SI 1462/4-1, 190.950 EUR

Project Details:
Sperm, used in reproductive medicine, is only marginally stable after ejaculation and needs to be processed to avoid loss of viability and functionality. Sperm are typically diluted in so-called extenders to preserve cellular functions for several days during storage at refrigerated temperatures. For long-term storage, sperm may be cryopreserved or freeze-dried. However, large differences exist in sperm survival rates after freezing and thawing amongst species and individuals, and cryopreservation is not a routine procedure. Freeze-drying of cells has not yet been established. Whereas cryopreserved samples are stored in liquid nitrogen, dried samples can be stored at room temperature, which has advantages for banking and transport. The first stress factor sperm are exposed to after ejaculation is when the temperature is reduced to temperatures below body temperature to slow down cellular metabolism and to limit degradation reactions taking place at physiological temperatures. Cooling, however, also alters structure and organization of membranes. During freezing, cells are exposed to ice crystal formation, osmotic dehydration and mechanical forces, causing changes in membrane phase state. Drying causes removal of bound water surrounding the phospholipid head groups. The central aim of this proposal is to reveal the mechanisms underlying osmotic, cooling, and dehydration-induced membrane damage in sperm. It is postulated that membrane stability in sperm is related to the ability of the cells to cope with temperature and osmotic stress. It is hypothesized that there is a critical hydration level beyond which alterations in membrane structure and organization are irreversible. The following research lines will be pursued:
- Membrane stability during osmotic and chilling stress
- Membrane biophysics during freezing
- Freeze-drying and biomolecular stability

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Ir. Willem F. Wolkers

Institüt für Mehrphasenprozesse

Leibniz Universität Hannover

Funding: MELUND, 42.480 EUR

Project Details:
Die Kegelrobben- und Seehundbestände haben im Jahr 2014 einen Höchststand im Wattenmeer erreicht.
In dem Projekt soll untersucht werden wie sich die Bestände weiterentwickeln und ob die Zunahme einen Einfluss auf den Gesundheitszustand der Robben hat. Es soll untersucht werden ob die parasitäre, virologische und mikrobielle Belastung, an den Küsten Schleswig Holsteins, sterbender Kegelrobben sich verändert hat. Hierfür werden die im festgelegten Untersuchungszeitraum geborgenen und an das ITAW zur Untersuchung verbrachten Kegelrobben vollständig seziert. Die Tiere werden vermessen, gewogen und pathologisch untersucht. Darüber hinaus werden histologische, parasitologische, virologische und mikrobiologische Untersuchungen in Kooperation mit der Pathologie der TiHo und der Justus-Liebig Universität in Gießen durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den Erkenntnissen der letzten Jahre verglichen um die Entwicklung des Gesundheitszustandes zu bewerten.
Ferner soll die Entwicklung der Habitatnutzung erforscht und bewertet werden. Hierzu sollen Seehundjäger geschult und Daten die sie zur Habitatnutzung erheben ausgewertet werden. Da Kegelrobben eine wandernde Population darstellen, sollen die Daten mit den Nachbarländern ausgetauscht werden. Von besonderer Bedeutung sind hier das Trilaterale Wattenmeersekretariat (CWSS) und die Trilaterale Seehundexpertengruppe (TSEG).

Results:

Die Kegelrobbenbestände in Schleswig-Holstein nehmen in Nord- und Ostsee seit einigen Jahren immer weiter zu. Die Untersuchungsergebnisse der letzten Jahre zeigen, dass im Magen-Darm-Trakt Magenwürmer Pseudoterranova decipiens und Contracaecum osculatum, die zoonotisch relevante Leberegelart Pseudamphistomum truncatum, die bei Ostsee-Kegelrobben schwere Leberveränderungen hervorrufen kann, aber auch Acanthocephala (Corynosoma spp.) im Darm gefunden werden. Letztere haben ebenfalls eine gesundheitliche Bedeutung bei Tieren aus der Ostsee und sind mit chronischen, entzündlichen Veränderungen vor allem im Dickdarm assoziiert. Weiterhin wurden Enteritis, Enzephalitis, Dermatitis, Hepatitis, Gastritis und Septikämien, sowie perinataler Tod diagnostiziert. Weiterhin wurden verschiedene Bakterien gefunden, zu denen auch zoonotische Erreger wie Erysipelothrix rhusiopathiae gehören. Daher ist es sehr wichtig, dass die Hygienemassnahmen strikt eingehalten werden. Die Ergebnisse aus den Gesundheitsuntersuchungen der Kegelrobben, die in den Gewässern der Ost- und Nordsee in Schleswig-Holstein gefunden wurden sind ein wichtiger Beitrag für mehrere Abkommen, so z.B. Trilaterale Wattenmeerabkommen, HELCOM und OSPAR und sind wichtig weiter fortzuführen.

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 143.800 EUR

Project Details:
Schweine sind in ihrer Ernährung und dem Aufbau des Verdauungstrakts dem Menschen sehr ähnlich und stehen bezogen auf die intestinale Nährstoffaufnahme dem Menschen deutlich näher als Nager. Letztere werden aber überwiegend als Studienobjekte für Transportvorgänge im Darm genutzt, auch wenn bei ihnen bereits deutliche Unterschiede zum Menschen gefunden wurden. Aufgrund der Zunahme an ernährungsbedingten oder -bezogenen Erkrankungen wird es immer wichtiger Tiermodelle zu nutzen, die den speziellen evolutionären Anpassungen an menschliche Ernährung entsprechen. Ob das Schwein aber tatsächlich Verdauungsmechanismen entwickelt hat, die auf funktioneller und regulativer Ebene mit den menschlichen übereinstimmen, ist in vielen Details noch ungeklärt. Unsere Arbeitsgruppe konnte beim Schwein Unterschiede in der Effizienz der Glucoseaufnahme abhängig vom Dünndarmsegment (Jejunum vs. Ileum) beobachten, die aber nicht mit dem jeweiligen lokalen Vorkommen des Transporters SGLT1 erklärbar sind, der als ein besonders wichtiges Element in der intestinalen Glucoseaufnahme zu sehen ist. Im Fokus dieses Projektantrags steht die kurzfristige Modulation der SGLT1 vermittelten Aufnahme des essentiellen Energieträgers Glucose in den zwei unterschiedlich reaktiven Abschnitten des porcinen Dünndarms durch induzierte Aktivierung oder Hemmung von drei Proteinkinasen. Die Erfassung der Effekte geschieht funktionell mit Hilfe von transportphysiologischen Untersuchungen in Ussingkammern und der Messung von Aufnahmeraten eines Glucoseäquivalents in Bürstensaummembranvesikel. Zusätzlich werden Veränderungen in den Expressionshöhen und Phosphorylierungsgraden intrazellulärer Signalmoleküle und des SGLT1 ermittelt. Die Aufklärung der Bedeutung von Proteinkinasen für die apikale Präsenz und Aktivität des SGLT1 beim Schwein soll neben einer Absicherung dieses Tiermodells für verdauungsrelevante Fragestellungen beim Menschen auch einen grundsätzlichen Beitrag zum besseren Verständnis regulativer Mechanismen der intestinalen Glucoseaufnahme leisten.

Results:

https://dl.sciencesocieties.org/publications/jas/abstracts/94/supplement3/238

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/249232356

Funding: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, 216.000 EUR

Project Details:
Für die Bereitstellung von Fisch als Lebensmittel guter Qualität spielt die Vorbereitung auf die Schlachtung und die Schlachtung selbst eine entscheidende Rolle. Ein schonender Umgang mit Fischen bei der Schlachtung ist auch durch rechtliche Regelungen vorgeschrieben und wird von Verbrauchern erwartet. Das beantragte Vorhaben soll dies in der fischereilichen Praxis sicherstellen, indem moderne Betäubungs- und Schlachtverfahren von Forellen und Karpfen den Erfordernissen der unterschiedlich strukturierten deutschen Aquakulturbetrieben angepasst und modellhaft in Praxisbetrieben eingeführt werden. Ein Projektbeirat mit in Fischhaltung, Betäubung oder Tierschutz bei Fischen erfahrenen Personen, begleitet das Projekt.

Ziel des Projektes ist, Teichwirten größere Unterstützung bei der Ausübung ihrer Tätigkeit des Schlachtens von Fischen zu bieten. Auch sollen andere Berufsgruppen, wie Fachverbände, Tierärzte, oder Behördenvertreter angesprochen werden, da in diesen Bereichen ein Informationsdefizit, aber zugleich auch ein großes Interesse an tierschutzkonformen Betäubungs- und Schlachtmethoden für Fische vorhanden ist.

Um dieses zu erreichen werden zunächst Betäubungs- und Schlachtprozesse in verschiedenen Aquakulturanlagen analysiert und den Betriebsleitern auf ihren Betrieb zugeschnittene Vorschläge zur Verbesserung der Arbeitsabläufe unterbreitet. Auf der Grundlage dieser Analysen wird ein Schulungsbedarf für Teichwirte und Vertreter anderer Interessensgruppen definiert und entsprechend angepasste Schulungen angeboten. Des Weiteren werden auf Grundlage der Betriebsanalysen Merkblätter und Schulungsfilme zur guten fachlichen Praxis bei der Betäubung und Schlachtung von Regenbogenforellen und Karpfen erarbeitet. Die Merkblätter und Schulungsfilme stehen ab Ende Februar 2017 auf der Internetseite des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft zur Verfügung.

Results:

In diesem Vorhaben wurden Empfehlungen zur guten fachlichen Praxis bei der Betäubung von Regenbogenforellen und Karpfen erarbeitet, die auf der Internetseite des BMEL unter www.mud-tierschutz.de einsehbar sind.

https://www.mud-tierschutz.de/aquakultur/ergebnisse-aquakultur/

Cooperation Partners:

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Fischerei, Starnberg

Naturland e.V., Gräfeling

Funding: Industry (Veterinary pharmaceuticals/Vaccines), 240.000 EUR