Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein, 354.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Büsum)

Projektdetails:
In diesem Projekt sollen die in einer vorangegangenen Pilotstudie gewonnenen Erkenntnisse zu Kegelrobbenprädation Anwendung finden und ausgebaut werden. So zeigen retrospektive Untersuchungen das Prädation länger und in größerem Ausmaß als bisher bekannt, vorkommt. Dennoch besteht Ungewissheit bezüglich vieler Aspekte, gerade auf die Tragweite dieses Verhaltens und damit zusammenhängendem Einfluß auf Populationen von marinen Säugetieren und deren Ökosystem. Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse und der ständig wachsenden Anzahl an Kegelrobben sollen in dieser Studie die ökologischen Hintergründe, die Häufigkeit und die potentiellen Ursachen und Konsequenzen dieses Verhaltens abgeschätzt werden.

Um eine wissenschaftlich gesicherte Evaluierung und Quantifizierung vornehmen zu können, bedarf es standardisierter und reproduzierbarer Methoden. So sollen in diesem Folgeprojekt Methoden zur Evaluierung von Kadavern etabliert werden, um in Zukunft die Todesursache von gestrandeten marinen Säugetieren zu untersuchen und Fehlinterpretationen zu vermeiden.

Folgende Fragestellungen sollen dazu bearbeitet werden:

Seit wann tritt das Prädationsverhalten gegenüber anderen marinen Säugetieren auf?

Handelt es sich bei den Kegelrobben die dieses Verhalten zeigen um Einzeltiere?

Welcher Altersklasse und welchem Geschlecht lassen sie sich zuordnen?

Gibt es regionale und saisonale Schwerpunkte dieser Vorkommnisse?

Welches Verhalten zeigen prädierende Kegelrobben?

Welche diagnostischen Möglichkeiten stehen zur Verfügung?

Wie können Kegelrobbenrisse von denen anderer, z.B. terrestrischer Prädatoren unterschieden werden?

Die im Rahmen des Projektes gewonnenen Erkenntnisse, sollen ein auf fundiertem Wissen basierendes Management mariner Säuger in deutschen Gewässern und darüber hinaus fördern.

Resultate:

van Neer, A.; Gross, S.; Kesselring, T.; Wohlsein, P.; Leitzen, E.; Siebert, U.: Behavioural and pathological insights into a case of active cannibalism by a grey seal (Halichoerus grypus) on Helgoland, Germany

In: Journal of Sea Research 148-149 (2019), 12-16

https://doi.org/10.1016/j.seares.2019.03.004

Drittmittelprojekt: WWF Deutschland, Berlin, 46.064 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Büsum)

Projektdetails:
Die Doggerbank, die größte Sandbank der zentralen Nordsee, ist ein wichtiges Habitat für Zwergwale (Balaenoptera acutorostrata), die am häufigsten in der gesamten Nordsee anzutreffende Bartenwalart. Bedingt durch die relativ geringe Wassertiefe der Doggerbank in Kombination mit der besonderen Zirkulation, kommt es zu einem hohen biologischen Produktionsniveau. Durch die guten Wachstumsbedingungen für Fischpopulationen ergeben sich reichhaltige, wenn auch geklumpt auftretende, Nahrungsressourcen für Topprädatoren wie Seevögel und marine Säugetiere.

Aufgrund ihrer Biologie und ihres Vorkommens in der Nordsee und angrenzenden Gewässern sind Zwergwale durch eine Vielzahl anthropogener Einflüsse gefährdet, wie z.B. Fischereiaktivitäten, oder Offshorekonstruktionen wie Windkraftanalgen.

In den letzten Jahren wurden verschiedene visuelle Surveys sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene im Seegebiet Doggerbank durchgeführt.

Die erhobenen Daten sind in unterschiedlichen Datenbanken archiviert und wurden bisher nicht zusammengeführt und ausgewertet.

In diesem Projekt sollen die archivierten Daten zusammen mit dänischen, holländischen und britischen Kollegen ausgewertet werden. Zusätzlich soll ein akustisches Monitoring zur Identifikation von Zwergwalen etabliert werden. Diese Arbeiten sind wichtige Schritte um die Habitatnutzung von Zwergwalen auf der Doggerbank genauer zu verstehen und sie besser schützen zu können.

Resultate:

Sichtungsdaten von Zwergwalen aus aufwandsbezogenen, zielgerichteten Surveys in der Nordsee, erhoben von acht verschiedenen europäischen Institutionen, wurden in einer einheitlichen Datenbank zusammengeführt. Insgesamt konnten 794 Sichtungen von Zwergwalen aus Erfassungen speziell für marine Säuger, aber auch aus Seevögel-Erfassungen, zusammengetragen werden. Mithilfe dieser Daten konnten raum-zeitliche Verteilungsmuster von Zwergwalen innerhalb der Nordsee dargestellt werden.

Im Frühling migrieren die Individuen der nordöstlichen Atlantik Population in die Nordsee von Norden aus ein. Die Anzahl der Zwergwale steigt während der folgenden Monate, bis sie ihren Höhepunkt im Sommer erreicht. Im Herbst nimmt das dokumentierte Vorkommen bis zu einem Minimumwert von einer Sichtung seit 1980 in den Wintermonaten ab. Die Verfügbarkeit von Beuteorganismen, wie z.B. Sandaalen, kann als bestimmender Faktor für diesen Migrationszyklus nicht ausgeschlossen werden. Jedoch ist an bekannten Nahrungsgründen mariner Topprädatoren auch das potentielle Vorkommen von Zwergwalen erhöht. Über 50% aller Sichtungen wurden innerhalb eines Umkreises von 20 km zu bekannten Sandaalgründen aufgenommen. Dennoch müssen weitere biotische und abiotische Faktoren berücksichtigt werden.

Auch wenn die Sichtungsdaten nur ein geringes Vorkommen der Zwergwale im Herbst und Winter aufzeigen, so belegen gestrandete Kadaver dennoch eine gewisse Präsenz in diesen Jahreszeiten.

Die Analyse der räumlichen Verteilung zeigt, dass insbesondere an den Hängen der Doggerbank in den vergangenen Jahren eine Vielzahl von Zwergwalen gesichtet wurde. Dieses Verbreitungsmuster kann mit einem erhöhten Auftreten von Beutefischen in diesen Bereichen erklärt werden.

Zudem haben die Sichtungen im südlichen Bereich der Nordsee zugenommen. Ob diese Verschiebung des ursprünglichen Verbreitungsmusters des Zwergwals aufgrund von anthropogenen Einwirkungen oder inter- und intraspezifischen Beziehungen erfolgt, kann nicht ausreichend geklärt werden. Fest steht nur, dass vor allem Strandungen von Zwergwalen deutlich zugenommen haben und die Sichtungen einen positiven Trend aufweisen. Mögliche Ansätze zur Erklärung dieses Trends können in einer wachsenden Population liegen oder in einer Veränderung der Erfassungsmethoden bzw. in einer erhöhten Surveyabdeckung von Offshore-Gebieten.

Aufgrund der Zunahme von Zwergwalsichtungen auf der Doggerbank wurde zusätzlich ein Schallrekorder ausgebracht, um die Tiere auch akustisch zu erfassen. Die Schallaufnahmen wiesen keine Detektionen von Zwergwallauten auf. Jedoch wurden Airgun-Signale aufgezeichnet, welche eine mögliche Vergrämung der Tiere verursacht haben könnten.

Die Ergebnisse dieser Studie sollten in die marine Raumplanung, sowohl von Naturschutzräumen als auch von anthropogener Nutzung der Nordsee, mit einbezogen werden.

Drittmittelprojekt: BfN, 200.436 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Büsum)

Projektdetails:
Ziel der SCANS Projekte ist es, in regelmäßigen Abständen (etwa alle 10 Jahre) die Abundanz und Verbreitung von Kleinwalen in der Nordsee sowie angrenzenden Gewässern koordiniert zu erfassen. SCANS III (Small Cetaceans in European Atlantic waters and the North Sea) ist nach SCANS I (1994) und SCANS II (2005) die dritte synoptische Erfassung in europäischen Gewässern. Die Erfassung wurde im Juli 2016 durchgeführt, und es kamen dabei drei Schiffe und sieben Flugzeuge zum Einsatz, von welchen aus entlang festgelegter Transekte Kleinwale erfasst wurden. Die Projektergebnisse sollen den Bestand, Veränderungen in der Häufigkeit und die Verteilung von marinen Säugetieren darstellen. Forschungsinstitute aus Frankreich, Schweden, Dänemark, Portugal, Spanien, Niederlande, Deutschland und Großbritannien sind an dem Projekt beteiligt. Das ITAW übernimmt den deutschen Teil der Projektdurchführung und gewährleistet, dass die Abdeckung der deutschen Gewässer erfolgt und dass deutsche Wissenschaftler und Institutionen an Planung, Durchführung und Auswertung des Gesamtsurveys beteiligt sind.
Die gewonnen Erkenntnisse bezüglich der Bestandsentwicklung der Kleinwale sollen auf europäischer Ebene auch der Bewertung des Erhaltungszustandes im Rahmen der FFH-RL bzw. des Umweltzustands gemäß Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) dienen.
Die Projektkoordination obliegt der University St Andrews.

Resultate:

https://synergy.st-andrews.ac.uk/scans3/category/researchoutput/

Kooperationspartner:

Professor Philip Hammond, Claire Lacey, Koordination - Sea Mammal Research Unit, University of St Andrews, Großbritannien

Dr. Jonas Teilmann - Department of Bioscience, Aarhus University, Dänemark

Professor Vincent Ridoux - University of La Rochelle, Frankreich

Dr. Meike Scheidat - Wageningen Marine Research, Niederlande

Dr. Nils Øien - Institute of Marine Research, Norwegen

Dr. José Vingada - Sociedade Portuguesa de Vida Selvagem, Portugal

Dr. Begoña Santos - Instituto Español de Oceanografía, Centro Oceanográfico de Vigo, Spanien

Dr. Patrik Börjesson - Swedish University of Agricultural Sciences, Schweden

Dr. Kelly Macleod - Joint Nature Conservation Committee, Großbritannien

Drittmittelprojekt: Schaumann-Stiftung (Stipendium an Melissa Langer), 40.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Durch die Entwicklung der antimikrobiellen Therapie konnte die Morbidität und Mortalität von Infektionskrankheiten erheblich reduziert werden. Allerdings hat die Entstehung von resistenten Mikroorganismen jetzt epidemische Ausmaße erreicht und stellt große Herausforderungen an die Human- und Veterinärmedizin. Für jedes derzeit verfügbare Antibiotikum haben potentielle Pathogene Resistenzen entwickelt. Beunruhigend ist dabei, dass in mehreren wichtigen Gram-positiven Bakterienarten wie Staphylococcus (S.) aureus, die Resistenzen zu einem Therapieversagen bei der Verwendung von Standardantibiotika führt. Neue Stämme des Methicillin-resistenten S. aureus (MRSA) verursachen schwere zoonotische Infektionen und können vom Tier auf den Menschen oder umgekehrt übertragen werden. Weiterhin sind subklinische S. aureus Mastitiden sehr häufig ein Problem in der Praxis. Innovative Ansätze zur Behandlung werden dringend benötigt. Ein alternativer Ansatz für die Behandlung von schweren Infektionen, ist die pharmakologische Verstärkung der antimikrobiellen Fähigkeiten von phagozytischen Immunzellen und eine dadurch resultierende Stärkung des Wirtsimmunsystems. Das Ziel dieser Studie ist es zu erforschen welche Wirkung bovine Cathelicidine gegen bovine bakterielle Mastitiserreger haben. Dabei soll zum einen untersucht werden, über welche antimikrobielle Wirkung bovine Cathelicidine selbst verfügen und inwieweit sie Phagozyten in ihrer Immunabwehr stärken. Letztlich sollen in einem Zellkultursystem der Blut-Euterschranke Wirkungen für spätere Applikationen erforscht werden.

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Stefan Schwarz, Institut für Nutztiergenetik, Friedrich-Loeffler-Institut, Höltystr. 10, 31535 Neustadt-Mariensee, Email: stefan.schwarz@fli.bund.de

Kooperationspartner 2

Prof. Dr. Thomas Gutsmann, Forschungszentrum Borstel, Parkallee 1-40, 23845 Borstel, Email: tgutsmann@fz-borstel.de

Kooperationspartner 3

Prof. Dr. Martina Hoedemaker, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Klinik für Rinder, Bischofsholer Damm 15, 30173 Hannover, Email: Martina.Hoedemaker@tiho-hannover.de

Kooperationspartner 4

Dr. Amanda Gibson & Prof. Dr. Dirk Werling, Pathology und Pathogen Biologie, Arbeitsgruppe Wirts-Erreger-Interaktion und Vakzinologie, The Royal Veterinary College Hawkshead, University of London, United Kingdom, Email: ajgibson@rvc.ac.uk und dwerling@rvc.ac.uk

Kooperationspartner 5

Matthias Mörgelin, PhD. , Department of Clinical Sciences, Division of Infection Medicine, Biomedical Center (BMC), Lund University, E-mail: matthias.morgelin@med.lu.se

Kliniken/Institute:
Institut für Biochemie
Research Center for Emerging Infections and Zoonoses

Projektdetails:
Until now only little is known about the impact of physiological oxygen conditions (physioxia) on the viability, differentiation process, and the antimicrobial activity of immune cells like mast cells (MCs). MCs are important innate immune cells mediating immune cell recruitment and antimicrobial defense. They originate from hematopoietic precursors and specifically differentiate to mature and functional MCs in the destination tissue such as skin, mucosa and intestine. To differentiate MCs and to study their immune cell function, atmospheric oxygen conditions (20-21% O2) are traditionally used in cell culture although the physiological oxygen conditions in vivo in tissues are significant lower. This study aims to characterize the differentiation of immature murine bone marrow-derived MCs under physiological oxygen conditions (7% O2; 53 mmHg). Therefore, bone marrow derived suspension cells were cultured in the presence of IL-3 for 39 days with continuous, non-invasive determination of the oxygen level using a Fibox4-PSt3 measurement system without technique-dependent oxygen consumption. Cellular viability and differentiation status were monitored with cell specific surface marker using flow cytometry. The impact of physioxia on the maturation of MCs was ascertained by investigating histamine level with high performance liquid chromatography and quantifying the expression of the transcription factor hypoxia-inducible factor 1 (hif-1á) and its target genes vegf, il-6, and tnf-á with real time PCR. Using toluidine blue staining we confirmed that the differentiated MCs stay viable under physioxia during the specified period of 39 days. Interestingly, MCs cultivated at 7% O2 (53 mmHg) show a significantly delayed differentiation rate defined by CD117-positive cells compared to MCs cultivated under normoxia (21% O2). Investigating the gene expression of hif-1á and its target genes of differentiated MCs exhibited a significant lower transcript expression under physioxia compared to normoxia. Moreover, the amount of intracellular stored histamine is significantly decreased in MCs differentiated under low oxygen levels.

Kooperationspartner:

oProf. Herbert Fuhrmann, Universität Leipzig, Veterinärmedizinische Fakultät, Veterinär-Physiologisch-Chemisches Institut, Leipzig

Kliniken/Institute:
Klinik für Pferde
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Backenzahnextraktionen sind häufige Eingriffe in der Pferdemedizin, die in der Regel am stehenden, sedierten Pferd durchgeführt werden. Die Sedierung stellt bezüglich ihrer ausreichenden Tiefe bei erhaltener Standfähigkeit des Patienten eine besondere Herausforderung dar. Die Extraktion ist häufig mit einer nicht zu unterschätzenden Manipulation im Maul des Patienten verbunden. Um einen optimalen Ablauf dieses Eingriffes zu ermöglichen und Verletzungen des Patienten, des Tierarztes und seiner Helfer zu verhindern, ist eine zuverlässige Sedierung unabdingbar. Des Weiteren ist bei derartigen Eingriffen darauf zu achten, dass die Patienten postoperativ ein möglichst geringes Maß an Schmerzen empfinden. Besonders Schmerzen im Bereich der Zähne äußern die Pferde zunächst undeutlich, so dass zumeist erst gehandelt wird, wenn das Pferd deutliche Veränderungen im Futteraufnahmeverhalten zeigt. Die Reduktion der unmittelbaren postoperativen Schmerzen wird durch den Einsatz von Morphinderivaten, welche mit dem α2- Agonisten Detomidin kombiniert werden, gewährleistet. Sowohl Butorphanol als auch Buprenorphin gehören zu den Morphinderivaten. Während Butorphanol als vollsynthetisches Opioid kompetitiv agonistisch an κ- und antagonistisch an µ-Rezeptoren bindet und eine Wirkdauer von circa drei Stunden aufweist, gehört Buprenorphin zur Gruppe der halbsynthetischen µ-Rezeptor Agonisten und hat eine dosisabhängige Wirkdauer von bis zu neun Stunden.
In der geplanten Untersuchung soll der Einfluss des für das Pferd in Deutschland neu zugelassenen Opioids Buprenorphin im Vergleich zu Butorphanol auf die Qualität, Dauer und Intensität der Sedierung mit Detomidin während der Backenzahnextraktion beim Pferd untersucht werden. Darüber hinaus soll auch die postoperative Schmerzsymptomatik bei diesen Patienten vergleichend bewertet werden.
Die Untersuchungen erfolgen an 30 Pferden, die zur Zahnextraktion in der Klinik vorstellt und randomisiert in zwei Gruppen eingeteilt werden.
Die Extraktion des betroffenen Backenzahns erfolgt unter den kliniküblichen Standards. Während der Zahnextraktion wird die Qualität der Sedierung mittels klinischer Parameter (Einbringen des Maulgatters, Kopfschlagen, Zungenbewegung) mit einem Punktesystem bewertet. Zur objektiven Graduierung von Stress- und Schmerzlevel wird in regelmäßigen Abständen der Kortisolgehalt im Plasma bestimmt. Zusätzlich erfolgt die Beurteilung der Schmerzhaftigkeit nach der Zahnextraktion anhand von physiologischen und Verhaltensparametern in Form eines "composite pain scale", "horse grimace scale", "EQUUS- COMPASS" und "EQUUS- FAB".

Kliniken/Institute:
Klinik für Pferde
Institut für Mikrobiologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Erkrankungen der Nasennebenhöhlen treten bei Pferden relativ selten auf. Sie können meist erst im subakuten bis chronischen Krankheitsstadium diagnostiziert werden, da das Leitsymptom des einseitigen Nasenausflusses aufgrund der komplexen anatomischen Struktur der equinen Nasennebenhöhlen in der Regel erst bei fortschreitender Erkrankungsdauer auftritt.
Eine gesicherte Diagnose kann meist erst nach umfangreicher bildgebender Diagnostik durch ein Zusammenspiel von Endoskopie, Röntgen und Computertomographie gestellt werden. In einigen Fällen ist zusätzlich eine invasive sinuskopische Untersuchung notwendig, um Proben zu entnehmen.
Bei Krankheiten der tiefen Atemwege liefert neben der endoskopischen Untersuchung vor allem die zytologische Auswertung des Tracheobronchialsekrets wichtige Aussagen über Art und Schwere der Erkrankung und dient darüber hinaus zur prognostischen Einschätzung.
Vor diesem Hintergrund werden im Rahmen der eigenen Untersuchungen transnasal endoskopisch Sekretproben aus dem Drainagewinkel der Apertura nasomaxillaris von gesunden Pferden und Pferden, die Hinweise auf das Vorliegen einer Sinusitis zeigen, entnommen, um diese zytologisch und bakteriologisch zu untersuchen.
Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, herauszufinden, ob eine Korrelation zwischen dem zytologischen und mikrobiologischen Befund des Sekretes der Nasennebenhöhlen und der mit Hilfe weiterführender bildgebender Verfahren abschließend gestellten Diagnose besteht. Im Weiteren wird der Frage nachgegangen, ob und welchen diagnostischen und prognostischen Nutzen diese Untersuchungsergebnisse bei der Evaluation von Patienten mit Erkrankungen der Nasennebenhöhlen haben.

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Anatomisches Institut

Projektdetails:
Als Modell zur Untersuchung hepatischer Stoffwechselvorgänge beim ruminierenden Tier haben Ehrhardt et al. (2016) und Witte et al. (in preparation) in Vorarbeiten primäre bovine Hepatozyten aus Leber isoliert und kultiviert. Allerdings weiss man, dass Mono-Kulturen primärer Hepatozyten innerhalb weniger Tage einen Funktionsverlust erfahren können. In Ko-Kulturen mit Makrophagen konnte dagegen ein hepatoprotektive Effekt nachgewiesen werden. Daher ist Ziel des Projektes zu untersuchen, ob die Ko-Kultur primärer boviner Hepatozyten mit Makrophagen die vor allem endokrine Hepatozytenfunktion mit Blick auf den Wachstumshormonrezeptor positiv beeinflusst.

Drittmittelprojekt: ZuivelNL, 163.000 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Klinische Studie

Kooperationspartner:

Universität Utrecht, Universität Wageningen

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Klinische Studie