Tierärztliche Hochschule Hannover Institut für Zoologie Institut für Parasitologie
Parasitengemeinschaften kleiner madagassischer Lemuren (Microcebus murinus und Microcebus ravelobensis ) unter Berücksichtigung des Einflusses von Schlafplatz, Geschlecht und Jahreszeit
THESE Zur Erlangung des Grades eines
DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
vorgelegt von Annette Klein aus Köln
Hannover 2019
Supervisorinnen: Prof. Dr. med. vet. Christina Strube, PhD Prof. Dr. rer. nat. Elke Zimmermann
Betreuungsgruppe: Prof. Dr. med. vet. Christina Strube, PhD Prof. Dr. rer. nat. Elke Zimmermann Prof. Dr. med. vet. Nicole Kemper Prof. Dr. rer. nat. Jörg Ganzhorn
1. Gutachten: Prof. Dr. med. vet. Christina Strube, PhD Institut für Parasitologie Tierärztliche Hochschule Hannover
Prof. Dr. met. vet. Nicole Kemper Institut für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie Tierärztliche Hochschule Hannover
Prof. Dr. rer. nat. Jörg Ganzhorn Institut für Zoologie Universität Hamburg
2. Gutachten: PD Dr. Fabian Leendertz Projektgruppe 3: Epidemiologie hochpathogener Erreger Robert Koch-Institut, Berlin
Datum der Disputation: 01.11.2019
Die Feldarbeit in Madagaskar wurde in Teilen durch ein Doktorandenkurzzeit-Stipendium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD), die Gesellschaft für Primatologie (GfP) und Primate Conservation Inc. (PCI) gefördert.
für David Hyeroba
Teile dieser Arbeit wurden bereits auf folgenden Tagungen vorgestellt:
A. Klein, C. Strube, U. Radespiel, E. Zimmermann (2016) Ectoparasite communities in small-bodied Malagasy lemurs ( Microcebus murinus and Microcebus ravelobensis ): the effect of sleeping site, sex and season. 27 th Annual Meeting of the German Society for Parasitology, Göttingen, 09.-12.03.2016
A. Klein, C. Strube, U. Radespiel, E. Zimmermann (2017) Ectoparasite communities of sympatric small-bodied lemurs ( Microcebus murinus and Microcebus ravelobensis ) in Madagascar. 15. Tagung der Gesellschaft für Primatologie, Zürich, Schweiz, 15.-17.02.2017
A. Klein, E. Zimmermann, U. Radespiel, C. Strube (2017) Der Einfluss von Saisonalität und Sozioökologie auf die Ektoparasitenbelastung kleiner Primaten ( Microcebus murinus und Microcebus ravelobensis ) in Nordwest- Madagaskar. Tagung der DVG-Fachgruppe "Parasitologie und parasitäre Krankheiten", Hannover, 12.-14.06.2017
A. Klein, E. Zimmermann, U. Radespiel, C. Strube (2017) Seasonal and socio-ecological influences on parasite communities of sympatric Malagasy lemur species ( M. murinus and M. ravelobensis ). 26 th International Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology, Kuala Lumpur, Malaysia, 04.-08.09.2017
A. Klein, E. Zimmermann, U. Radespiel, C. Strube (2018) Ecto- and hemoparasites of two small-bodied Malagasy primate species ( Microcebus murinus and M. ravelobensis ). 28 th Annual Meeting of the German Society for Parasitology, Berlin, 21.-23.03.2018
A. Klein, E. Zimmermann, U. Radespiel, C. Strube (2018) Ekto- und Haemoparasiten kleiner Primaten ( Microcebus murinus und Microcebus ravelobensis ) in Nordwest- Madagaskar. Tagung der DVG-Fachgruppe "Parasitologie und parasitäre Krankheiten", Gießen, 02.-04.07.2018
A. Klein, C. Strube, U. Radespiel, E. Zimmermann (2018) Dynamics of ecto- and hemoparasites of two small-bodied Malagasy primate species (Microcebus murinus and M. ravelobensis ) in northwestern Madagascar. 27 th Congress of the International Primatological Society; Nairobi, Kenia, 19.-25.08.2018
A. Klein, C. Strube, U. Radespiel, A. Springer, E. Zimmermann (2019) Differences in microfilarial infection patterns in sympatric mouse lemur species. 16. Tagung der Gesellschaft für Primatologie, Göttingen, 13.-15.02.2019
A. Klein E. Zimmermann, U. Radespiel, C. Strube (2019) Unterschiede im Mikrofilarienbefall sympatrischer Mausmaki-Arten. Tagung der DVG-Fachgruppe "Parasitologie und parasitäre Krankheiten", Gießen, 02.-04.07.2019
Inhaltsverzeichnis
Summary ...... 1 Zusammenfassung ...... 2 Einleitung ...... 3 Die Bedeutung von nicht-menschlichen Primaten im Kontext zoonotischer Infektionserkrankungen ...... 3 Parasitäre Infektionen ...... 4 Der Einfluss biotischer und abiotischer Determinanten auf parasitäre Infektionen ...... 5 Mausmakis als Studientiere ...... 7 Parasiten bei Lemuren ...... 10 Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ...... 11 Publikationen ...... 13 1) Saisonale und sozioökologische Einflüsse auf Ektoparasitengemeinschaften kleiner madagassischer Lemuren, Microcebus murinus und M. ravelobensis ...... 13 2) Unterschiede im Infektionsmuster vektorübertragener im Blut zirkulierender Parasitenstadien bei sympatrischen madagassischen Primatenarten ( Microcebus murinus , M. ravelobensis ) ...... 15 Diskussion ...... 17 Schlafplatzökologie von M. murinus und M. ravelobensis ...... 17 Ektoparasiten von M. murinus und M. ravelobensis im Ankarafantsika-Nationalpark ...... 19 Läuse ( Lemurpediculus spp.) ...... 20 Zecken ( Haemaphysalis sp. microcebi) ...... 22 Milbenarten der Familien Trombiculidae und Laelaptidae ...... 25 Mögliche Implikationen des erfassten Ektoparasitenbefalls ...... 28 Parasitäre Stadien im Blut von M. murinus und M. ravelobensis ...... 29 Filarien ( Lemurfilaria lemuris ) ...... 30 Potenzielle Vektoren für Lemurfilaria lemuris ...... 34 Geschlechtsunterschiede im Infektionsmuster mit Mikrofilarien ...... 35 Filarieninfektion und individuelle Fitness ...... 37 Artunterschiede im Infektionsmuster ...... 39 Fazit ...... 42 Literaturverzeichnis ...... 44 Abkürzungsverzeichnis ...... 75
Summary 1
Summary
Annette Klein (2019)
Parasite communities of small-bodied Malagasy lemurs ( Microcebus murinus and Microcebus ravelobensis ): the effect of sleeping site, sex and season
Parasitic infections of endangered wildlife species are of concern in conservation biology. The presented work focused on ectoparasite communities and blood-stage parasites of two small- bodied Malagasy primate species ( Microcebus murinus and Microcebus ravelobensis ) in consideration of factors that may contribute to heterogeneity of infections. Both study species occur sympatrically in the dry deciduous forests in northwestern Madagascar, but show distinct differences in socio-ecology. Microcebus murinus and M. ravelobensis were found hosting lice ( Lemurpediculus spp.), mites (Trombiculidae sp., Laelaptidae sp.) and a newly described tick species ( Haemaphysalis sp. microcebi). Ectoparasite dynamics were influenced by seasonal and host species-specific differences in sleeping site ecology and sociality. The risk of louse infestations was significantly higher in group-sleeping M. ravelobensis , whereas temporary ectoparasites were more frequent on M. murinus , sleeping predominantly solitarily in tree holes. A peak in tick infestation was observed in August, while louse infestations showed a continuous increase in prevalence throughout the dry season. Microfilaria detected in blood smears of both study species identified them as hosts of filarial nematodes. Prevalence and microfilaremia were significantly higher in M. murinus , which may be due to a lower immune competence of M. murinus as a result of a shorter period of host- parasite coevolution. Morphologic and genetic comparisons indicate a new species, which was named Lemurfilaria lemuris and has previously been detected in blood samples of a larger lemur species (Lempilemur edwardsi ), verifying pathogen transmission across genus boundaries. The findings of this study contribute to a more comprehensive picture of parasite communities of Malagasy lemurs and identify host-derived and environmental factors as determinants of host-parasite dynamics.
Zusammenfassung 2
Zusammenfassung
Annette Klein (2019)
Parasitengemeinschaften kleiner madagassischer Lemuren ( Microcebus murinus und Microcebus ravelobensis ) unter Berücksichtigung des Einflusses von Schlafplatz, Geschlecht und Jahreszeit
Parasitäre Infektionen bedrohter Tierarten sind von Bedeutung in der Naturschutzbiologie. Die vorliegende Arbeit untersuchte den Ektoparasitenbefall sowie im Blut zirkulierende Parasitenstadien von zwei kleinen madagassischen Primaten ( Microcebus murinus und Microcebus ravelobensis ) unter Berücksichtigung von Faktoren, die zum Infektionsmuster beitragen können. Beide Primatenarten teilen dasselbe Habitat in den saisonalen Trockenwäldern Nordwest-Madagaskars, unterscheiden sich jedoch in ihrer Sozialökologie. Microcebus murinus und M. ravelobensis wurden als Wirte von Läusen ( Lemurpediculus spp.), einer neu beschriebenen Zeckenart ( Haemaphysalis sp. microcebi) und zwei Milbenarten (Trombiculidae sp., Laelaptidae sp.) identifiziert. Der Ektoparasitenbefall wurde durch saisonale und wirtsspezifische Unterschiede in der Schlafplatzökologie und Sozialität geprägt. Das Infektionsrisiko für Läuse war für die gruppenschlafenden M. ravelobensis signifikant erhöht, während temporäre Ektoparasiten bevorzugt auf solitär in Baumhöhlen schlafenden M. murinus detektiert wurden. Die höchste Zeckenprävalenz wurde im August dokumentiert, während Lausinfektionen einen kontinuierlichen Prävalenzanstieg über die Trockenzeit zeigten. Mikrofilarien in Blutausstrichen zeichneten beide Lemuren als Wirte für Filarien aus. Prävalenz und Mikrofilarämie waren bei M. murinus signifikant höher, was möglicherweise durch eine geringere Immunkompetenz von M. murinus infolge einer kürzeren Koevolutionszeit von Wirt und Parasit bedingt sein könnte. Ein morphologischer und genetischer Abgleich zeigte eine neue Filarienart auf, Lemurfilaria lemuris , die zuvor schon im Blut eines größeren Lemuren (Lepilemur edwardsi ) detektiert wurde, was eine Übertragung über Gattungsgrenzen hinweg belegt. Die Erkenntnisse dieser Arbeit erweitern den Kenntnisstand zu Parasitengemeinschaften madagassischer Lemuren und identifizieren wirtsinterne und Umwelteinflüsse als Einflussfaktoren auf die Wirt-Parasit-Dynamik.
Einleitung 3
Einleitung Madagaskar ist ein Hotspot biologischer Artenvielfalt. Eine lange isolierte Evolution seit der Trennung vom indischen Subkontinent vor ca. 90 Millionen Jahren hat zu einer einzigartigen Fauna und Flora mit einem hohen Grad an Endemismus geführt. Neueren Schätzungen zufolge sind über 80 % der vaskulären Pflanzen und Vertebraten Madagaskars endemisch (GOODMAN u. BENSTEAD 2005). Schätzungen hinsichtlich der Evertebraten sind schwieriger, da ein beachtlicher Teil dieser Fauna noch nicht beschrieben wurde. Der Anteil endemischer Arten bei Vögeln und Fledermäusen beträgt 52-60 %, der Endemismus bei nicht-flugfähigen Vertebraten liegt bei 92-100 %. Mit über 100 Lemurenarten und 15 Genera ist Madagaskar nach Brasilien das Land mit der zweithöchsten Speziesdiversität innerhalb der Primaten
(ESTRADA et al. 2018) und das einzige Land, in dem Lemuren (Strepsirrhini, Teilordnung: Lemuriformes) endemisch vorkommen. Zugleich zählt der Inselstaat Madagaskar mit einem Pro-Kopf-Bruttoinlandsprodukt von 460,8 US$ (World Bank 2018) zu den 10 ärmsten Ländern der Welt, und im Zuge einer globalen Analyse des Konfliktpotenzials zwischen Ernährungssicherheit und Biodiversitätsschutz erreichte Madagaskar den höchsten „ risk-of- conflict “-Index (MOLOTOKS et al. 2017). Armut, Bevölkerungswachstum und politische Instabilität haben zu einem starken Lebensraumverlust und einer Fragmentierung der Wälder geführt. Der Vergleich von Satellitenbildaufnahmen zeigt, dass allein von 1953 bis 2014 die
Waldbedeckung um 44 % reduziert wurde (VIEILLEDENT et al. 2018). Direkte Ursachen für diesen Landschaftswandel sind unter anderem der Brandrodungsfeldbau und ein steigender Bedarf an Holzbrennstoff. Diese Habitatverluste haben gravierende Auswirkungen auf Lemurenarten, die auf den Lebensraum „Wald“ angewiesen sind. Im Jahr 2014 wurden, basierend auf Daten der Roten Liste der Weltnaturschutzunion (International Union for Conservation of Nature , IUCN), 94 % der Lemurenarten als gefährdet eingestuft, was diese zu der am stärksten gefährdeten Säugetiergruppe macht (SCHWITZER et al. 2014).
Die Bedeutung von nicht-menschlichen Primaten im Kontext zoonotischer Infektionserkrankungen Die Ausweitung anthropogener Nutzflächen in ursprüngliche Wildtierhabitate und die Jagd auf endemische Arten intensivieren den Kontakt von Menschen und Nutztieren zu Wildtieren, was zu einem verstärkten Austausch von Pathogenen führen kann. Wildtierpopulationen können in diesem Kontext von besonderer Bedeutung sein, da sie ein potenzielles Reservoir für neue Infektionskrankheiten, sogenannte emerging infectious diseases , darstellen. Über 70 % der emerging infectious diseases haben ihren Ursprung im Tier (JONES et al. 2008). Nicht-
Einleitung 4 menschliche Primaten nehmen dabei aufgrund ihrer phylogenetischen Nähe zum Menschen eine besondere Rolle ein (WOLFE et al. 1998). Hier sei beispielsweise das humane Immundefizienz-Virus Typ 1 (HIV-1) erwähnt, dessen nächster Verwandter, das simiane Immunedefizienz-Virus (SIV), freilebende Schimpansen ( Pan troglodytes troglodytes ) und Gorillas ( Gorilla gorilla gorilla ) im zentralen Westafrika infiziert. Phylogenetische Analysen deuten auf den Ursprung des HIV-1-Virenstammes in den Primatenpopulationen hin (SHARP
UND HAHN 2010). Auch die nachweisliche Übertragung eines Ebola-Virus (EBO-C1) während der Sektion eines verstorbenen Schimpansen auf eine der beteiligten Forscherinnen (FORMENTY et al. 1999) untermauert das Risiko eines Pathogenaustauschs an der Schnittstelle zwischen Mensch und nicht-menschlichem Primaten. Bei Menschenaffen kann eine Ebola-Infektion ebenso wie beim Menschen zu hämorrhagischem Fieber führen und mit einer hohen Letalität einhergehen (LEROY et al. 2011). Je nach Erreger und Übertragungsweg erfolgt eine Ansteckung mit Pathogenen über direkten Kontakt (beispielsweise während der Jagd und dem Konsum von sog. Bush Meat ) oder indirekt über Vektoren (z.B. Mücken) oder die Umwelt. So wurden Infektionen mit dem Pärchenegel Schistosoma mansoni beispielsweise sowohl bei Bewohnern des Omo-Nationalparks in Südwest-Äthiopien, als auch bei zwei der dort lebenden nicht-menschlichen Primatenarten ( Papio anubis und Cercopithecus aethiops ) nachgewiesen
(FULLER et al. 1979). Schnittpunkt der Infektionszyklen stellten dabei Gewässer dar, in denen die als Zwischenwirte fungierenden Schneckenarten leben. Eine Überlappung der Lebensräume und die Nutzung gemeinsamer Ressourcen können somit zu einem Pathogenaustausch führen. Dabei kann dieser Austausch in beide Richtungen erfolgen, und naive endemische Wildtierpopulationen werden mitunter mit neu eingeführten, exotischen Pathogenen konfrontiert. So haben beispielsweise Krankheitsausbrüche von Masern, Röteln und Parainfluenza oder Infektionen mit Streptococcus equi in Indonesien zu einer hohen Mortalität bei Javaneraffen ( Macaca fascicularis ) geführt (SCHILLACI et al. 2006, SOEDARMANTO et al. 1996). Während dreier beobachteter Epidemien von Atemwegserkrankungen im Taï chimpanzee research project , die durch humane Paramyxoviren bedingt waren, zeigten über
92 % der Schimpansen respiratorische Symptome (KÖNDGEN et al. 2008). Diese hohe Morbidität verdeutlicht die Empfänglichkeit nicht-menschlicher Primaten gegenüber nicht- nativen Erregern.
Parasitäre Infektionen Krankheitserreger können subzelluläre Pathogene wie Viren oder Prionen, aber auch eigenständige Organismen wie beispielsweise Bakterien, Pilze oder Parasiten sein. Im
Einleitung 5
Fachgebiet der Parasitologie wird ein Parasit definiert als ein eukaryoter Organismus, der sich dauerhaft oder vorübergehend auf oder in einem artfremden Organismus (dem Wirt) aufhält, auf dessen Kosten lebt und ihn mehr oder weniger stark schädigen kann (DEPLAZES et al. 2012). Die Interpretation der Definition eines Parasiten variiert jedoch zwischen verschiedenen Fachrichtungen und Autoren, wobei einige Viren, Bakterien und Pilze in diese Definition einschließen (NUNN et al. 2006). In der vorliegenden Arbeit wird der Begriff „Parasit“ entsprechend des Fachgebiets der Parasitologie auf eukaryotische Organismen beschränkt, die zu den Protozoen oder Metazoen gehören. Parasiten machen einen großen Anteil der biologischen Artenvielfalt aus und fast jeder Organismus wird im Laufe seines Lebens von ihnen beeinflusst. Dabei ist der Parasit in dieser interspezifischen Wechselbeziehung auf den Wirt angewiesen und profitiert von ihm, während der Wirt direkt oder indirekt geschädigt wird. Eine direkte Schädigung entsteht beispielsweise durch mechanische Zerstörung von Gewebe bei der Anheftung des Parasiten oder durch Blutentzug, der zu einer Anämie führen kann (z.B. Hakenwürmer, Zecken). Indirekte Auswirkungen können Parasiten durch Nährstoffentzug oder die Sekretion von toxischen oder immunologisch wirksamen Stoffen haben (z.B. Plasmodien,
Trypanosomen) (BUSH et al. 2001). Die Evolution von Parasit und Wirt ist dementsprechend eng verwoben in einem „Wettrüsten“ zwischen Abwehrmechanismen des Wirtes und
Adaptations- und Evasionsstrategien des Parasiten (BEHNKE et al. 1992, SCHMID HEMPEL 2011). Dabei sind Parasiten natürlicher Bestandteil intakter Ökosysteme mit vielfältigen
Funktionen (HATCHER et al. 2012, HUDSON et al. 2006), können jedoch, da sie die Fitness und den Reproduktionserfolg des Wirtes negativ beeinflussen können, auch gravierende Auswirkungen auf das infizierte Individuum oder gar auf Populationsebene haben. Dieser Umstand gewinnt besondere Bedeutung im Hinblick auf anthropogen beeinträchtige
Wildtierhabitate und gefährdete Wirtsspezies (CHAPMAN et al. 2005, MARCOGLIESE UND
PIETROCK 2011, SCOTT 1988). Allerdings bestehen komplexe Wechselwirkungen nicht nur innerhalb der Wirt-Parasit Beziehung, sondern auch mit dem umgebenden Lebensraum, die bei der Beurteilung der parasitären Belastung zu beachten sind.
Der Einfluss biotischer und abiotischer Determinanten auf parasitäre Infektionen Eine Vielzahl von Faktoren, sowohl wirtsinterne als auch -externe, können das Infektionsrisiko und den Verlauf parasitärer Infektionen in Wildtierpopulationen beeinflussen. Zunächst lassen sich Parasiten, ausgehend von der Dauer der parasitären Lebensphasen, in temporäre und stationäre Parasiten einteilen. Während stationäre Parasiten ihren gesamten Lebenszyklus in oder auf einem Wirt vollenden, suchen temporäre Parasiten (z.B. Zecken) einen Wirt nur für
Einleitung 6 einen begrenzten Zeitraum, z.B. zur Nahrungsaufnahme, auf und zumindest einige der Entwicklungsphasen finden in der Umwelt statt. Auch lässt sich zwischen homoxenen Parasiten mit einem direkten Lebenszyklus und heteroxenen Parasiten mit einem indirekten Lebenszyklus, die mindestens einen Wirtswechsel zur vollständigen Entwicklung vollziehen müssen, unterscheiden (ODENING 1976). Bezüglich des Wirtsspektrums werden monoxene Parasiten, die nur eine Wirtstierart befallen, und oligoxene oder polyxene Parasiten, die verschiedene Wirtstierarten nutzen können, unterschieden. Je enger das Parasit-Wirt- Verhältnis, desto größer ist der Einfluss wirtsinterner Faktoren, während Entwicklungsstadien in der Umwelt empfindlich gegenüber äußeren Faktoren sind. Hier sind insbesondere Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausschlaggebend. Die Lufttemperatur kann einen signifikanten Einfluss auf Wachstum und Entwicklungsraten von Parasiten haben. Niedrige Temperaturen hemmen beispielsweise die Eiablage, Schlupf und Häutung bei der
Schildzeckenart Haemaphysalis flava (KAKUDA et al. 1990). Steigende Temperaturen verkürzen die Entwicklungszeit von Larven des Fadenwurms Wuchereria bancrofti (LARDEUX
UND CHEFFORT 1997) im Mücken-Zwischenwirt. Ein trockenes Klima birgt die Gefahr der Austrocknung und eine verminderte Luftfeuchtigkeit geht daher häufig mit einer reduzierten
Überlebensrate für den Parasiten einher (HEATH 1981, HEEB et al. 2000). Im Bestreben einem schadhaften Flüssigkeitsverlust entgegenzuwirken, zeigen Parasitenarten beispielsweise morphologische (z.B. physikalische Eigenschaften der Kutikula, mehrschichtige Eischalen) oder entwicklungsbiologische (z.B. Hypobiose bei Nematodenarten) Anpassungen, die es ihnen ermöglichen, ungünstige Umweltbedingungen zu kompensieren (PERRY 1999). Zu den wirtsinternen Faktoren zählen Alter, Geschlecht und Gewicht des Tieres, Reproduktions- und Immunstatus sowie die genetische Prädisposition, die das parasitäre Infektionsmuster eines Individuums bedingen können. Ein Geschlechtseinfluss, bedingt durch potenziell immunsuppressive Eigenschaften von Testosteron, ist Gegenstand kontroverser
Diskussion (ROBERTS et al. 2004). MUEHLENBEIN u. WATTS (2010) beschrieben eine direkte Assoziation zwischen Rangordnung, Testosteronwert und Helminthenbelastung bei adulten männlichen Schimpansen ( Pan troglodytes schweinfurthii ) im Kibale-Nationalpark in Uganda. Ein negativer Einfluss von erhöhten Testosteronwerten auf die angeborene und erworbene Resistenz gegen Zecken ( Ixodes ricinius ) wurde auch bei kontrollierten experimentellen Versuchen an Wühlmäusen ( Clethrionomys glareolus ) und Waldmäusen ( Apodemus sylvaticus ) beobachtet (HUGHES u. RANDOLPH 2001). Das Immunsystem spielt zweifelsohne eine entscheidende Rolle in der Parasit-Wirt-Wechselbeziehung. Die Immunabwehr lässt sich in die angeborene oder nicht-spezifische Immunität und die erworbene, spezifische
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Immunantwort einteilen. Letztere ermöglicht es dem Wirt, eine Vielzahl von pathogenen Strukturen gezielt zu erkennen, und führt in vielen Fällen zur Ausbildung eines Immungedächtnisses bezüglich vorangegangener Infektionen. Ein noch nicht vollständig ausgereiftes Immunsystem führt häufig zu einer erhöhten Anfälligkeit für parasitäre Infektionen bei juvenilen Tieren (ABRAHAM et al. 2002, COLDITZ et al. 1996). Unterschiede in der Empfänglichkeit verschiedener Wirte können zudem genetisch bedingt sein. Besondere Aufmerksamkeit gilt hier dem major histocompatibility complex (MHC). MHC-Moleküle spielen eine entscheidende Rolle bei der Erkennung und spezifischen Immunantwort auf eine Vielzahl von Erregern, was besondere Beachtung bei der Zucht auf pathogenresistente
Nutztierrassen findet (STEAR UND MURRAY 1994). Ein hoher Polymorphismus der MHC- Klasse I- und MHC-Klasse II-Gene in einer Population bedeutet auch, dass nicht alle Individuen gleich anfällig für ein bestimmtes Pathogen sind, wodurch dessen Ausbreitung eingedämmt wird (FRANK 2002). Entsprechend kritisch wird eine möglicherweise reduzierte Alleldiversität bei gefährdeten Wildtierpopulationen betrachtet (RADWAN et al. 2010). Neben diesen fixen Faktoren steht das sogenannte „ behavioral immune system “. Der Begriff wurde von dem Psychologen Mark Schaller geprägt und bezeichnet Verhaltensstrategien, die durch das Erkennen von Pathogenen getriggert werden und dazu beitragen, den Parasiten zu eliminieren oder eine Infektion zu vermeiden (HART 1990, SCHALLER u. PARK 2011). Verhaltensmuster bei Primaten beinhalten unter anderem das Meiden der eigenen
Ausscheidungen (FREELAND 1980, POIROTTE et al. 2017) und die Fellpflege (AKINYI et al. 2013). Auch bei der Schlafplatzwahl spielt, neben der Thermoregulation und Feindvermeidung, möglicherweise die Vermeidung einer Parasitenexposition eine Rolle (NUNN u. HEYMANN 2005). Ein weiterer wesentlicher Faktor ist das Sozialsystem. Das Leben in sozialen Gruppen bietet einige Vorteile, wie zum Beispiel eine geringere Bedrohung durch Fressfeinde, stellt aber zugleich auch ein Netzwerk für den Pathogenaustausch dar. Soziale Kontakte begünstigen die direkte Übertragung von Parasiten zwischen Individuen (CÔTÉ u. POULINB 1995), und eine höhere Tierdichte bedeutet auch eine höhere Umweltkontamination und somit höhere Dichte infektiöser Parasitenstadien (NUNN et al. 2006). Dieser Aspekt gewinnt in anthropogen beeinflussten Gebieten, in denen gefährdete Populationen in einem reduzierten Lebensraum in höherer Dichte vorkommen, an Bedeutung (RIFKIN et al. 2012).
Mausmakis als Studientiere Mausmakis (Genus: Microcebus ) sind eine kryptische Primatengattung innerhalb der in Madagaskar endemischen Lemuren. Sie sind kleine, nachtaktive, waldbewohnende Primaten,
Einleitung 8 die nur geringe morphologische Unterschiede aufweisen. Daher unterschied man bis Ende des letzten Jahrhunderts nur zwei Mausmakiarten (HARCOURT u. THORNBACK 1990). Intensivierte Forschungsaktivität in den verschiedenen Waldgebieten Madagaskars sowie die Kombination von morphologischen, verhaltensökologischen und genetischen Untersuchungen in den vergangenen Dekaden haben jedoch eine differenziertere Systematik mit derzeit 24 beschriebenen Arten hervorgebracht (HOTALING et al. 2016, RASOLOARISON et al. 2013). Der graue Mausmaki, Microcebus murinus , weist das größte Verbreitungsgebiet auf. Sein Lebensraum erstreckt sich entlang der gesamten West- und Südwestküste Madagaskars, wo er in Trockenwäldern, Galeriewäldern, subaridem dornigem Buschland, aber auch in Plantagen und degradierten Habitaten vorkommt (LAHANN et al. 2006).
Abbildung 1: grauer Mausmaki ( M. murinus ) (A), Verbreitungsgebiete von M. murinus und M. ravelobensis (B), goldbrauner Mausmaki ( M. ravelobensis ) (C)
Graue Mausmakis gelten als ökologische Generalisten mit einer hohen Anpassungsfähigkeit. Sie sind in der Roten Liste der IUCN derzeit als „ least concerned“ eingestuft und gehören damit zu den wenigen nicht gefährdeten Lemurenarten. Verlust, Fragmentierung und Degradation von Habitaten führen neben einer opportunistischen Bejagung als „ Bush Meat “ jedoch auch beim grauen Mausmaki zu einer rückläufigen Populationsentwicklung. Der goldbraune Mausmaki, Microcebus ravelobensis , ist hingegen als „ endangered “ klassifiziert. Er wurde, basierend auf morphologischen Merkmalen, erst im Jahr 1998 als eigene Art beschrieben (ZIMMERMANN et al. 1998), was in den folgenden Jahren mit genetischen Untersuchungen untermauert wurde
(PASTORINI et al. 2001, YODER et al. 2000). Sein Verbreitungsgebiet im Nordwesten Madagaskars wird durch die Flüsse Betsiboka und Mahajamba begrenzt und ist stark fragmentiert (OLIVIERI et al. 2007, GUSCHANSKI et al. 2007). Die größte Gefährdung stellen
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Habitatverluste durch Brandrodungsfeldbau und saisonale Buschbrände dar. Im Gebiet des Ankarafantsika-Nationalparks kommen die beiden genannten Mausmakiarten sympatrisch vor
(RENDIGS et al. 2003, ZIMMERMANN et al. 1998). Beide sind von vergleichbarem kleinen Körpermaß mit einer Masse von ca. 40-60 g, lassen sich aber durch einige charakteristische
Merkmale wie Fellfärbung und Schwanzlänge voneinander unterscheiden (ZIMMERMANN et al. 1998). Sie haben eine omnivore Ernährungsweise, die sich aus diversen Pflanzenarten,
Baumharzen, den Sekreten von Insekten und Arthropoden zusammensetzt (RADESPIEL et al.
2006, THORÉN et al. 2011, THORÉN 2011). Im Zuge dieser Arbeit konnte ein M. ravelobensis zudem dabei beobachtet werden, wie er einen Vogel, vermutlich eine Rostbauchnewtonie (Newtonia brunneicauda ), riss. Die trockenen Laubwälder des Ankrafantsika-Nationalsparks sind stark saisonal geprägt. In der Regenzeit von November bis April fallen im Schnitt 1560 mm Niederschlag und die mittlere Tagestemperatur steigt auf über 30 °C. Diese Jahreszeit zeichnet sich durch eine hohe Abundanz hochwertiger Nahrungsquellen aus. Die anschließende Trockenzeit von Mai bis Oktober geht mit kühleren Temperaturen (< 25 °C mittlere Tagestemperatur) und abnehmenden Ressourcen einher. Der graue Mausmaki zeigt, in Anpassung an das jahreszeitbedingt schwankende Nahrungsangebot, eine saisonale Anreicherung von Fettdepots, insbesondere im Unterhautfettgewebe des Schwanzes. Zudem können beide Mausmakiarten ihre Körperfunktionen temporär absenken und somit ihren Energieumsatz vermindern. Dieser tägliche Torpor manifestiert sich in einem reduzierten Stoffwechsel, einer herabgesetzten Herz- und Atemfrequenz und einer geringeren Körpertemperatur (GENIN u. PERRET 2000, PERRET u.
AUJARD 2001). Die Reproduktionszeit von M. murinus und M. ravelobensis fällt auf das Ende der Trockenzeit
(RINA EVASOA et al. 2018, RANDRIANAMBININA et al. 2003, SCHMELTING 2000) und Hodenentwicklung und Östrussynchronisation sind photoperiodisch induziert. Während die Hoden bei männlichen Mausmakis außerhalb der Paarungszeit vollständig zurückgebildet werden, kann mit zunehmender Tageslichtlänge ab der Sonnenwende im südlichen Winter (21. Juni) die Ausbildung der Testikel und damit verbunden ein Anstieg des Testosterongehaltes beobachtet werden. Die Registrierung einer kritischen kurzen Tageslichtlänge führt zu einer zeitlich versetzten Aktivierung des Keimdrüsengewebes männlicher Mausmakis, sodass erhöhte Plasmatestosteronspiegel bereits kurz vor Beginn der Reproduktionszeit registriert werden können (PERRET 1992, PERRET u. AUJARD 2001). Bei weiblichen M. murinus triggert eine verlängerte Tageslichtdauer den Sexualzyklus. In Nordwest-Madagaskar werden sie ab
September/Oktober östrisch und können mehrere Östruszyklen durchlaufen (GLATSTON 1979,
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RADESPIEL 2000). In Gefangenschaft wurden bis zu drei Östruszyklen bei M. murinus dokumentiert, in der vorligenden Arbeit konnten zwischen Septempber und November maximal zwei Zyklen bei den beiden untersuchten Mausmakiarten beobachtet werden. Die Reproduktionsaktivität weiblicher M. ravelobensis kann bereits einige Wochen früher beginnen
(RINA EVASOA et al. 2018). Ein bis drei Jungtiere werden nach einer Tragzeit von ca. 60 Tagen geboren. Die Aufzuchtzeit des Nachwuchses aufeinanderfolgender Würfe kann sich folglich über die gesamte Regenzeit erstrecken. Geschlechtsreif werden die Jungtiere bereits im ersten
Lebensjahr. Die Prädationsrate von Mausmakis wird auf über 25 % geschätzt (GOODMAN et al. 1993) und bei grauen Mausmakis im Ankarafantsika-Nationalpark wurde eine mittlere
Überlebenszeit von nur 10 Monaten beobachtet (SCHMELTING et al. 2007). Mausmakipopulationen weisen damit die höchste Fluktuationsrate aller Primaten auf. Neben den Gemeinsamkeiten in Bezug auf Habitat, Ernährung und Fortpflanzung von M. murinus und M. ravelobensis gibt es jedoch signifikante Unterschiede in der Sozioökologie der beiden Arten. Der goldbraune Mausmaki verbringt die Tage in gemischtgeschlechtlichen Schlafgruppen von zwei bis fünf Tieren und schläft in der offeneren Vegetation, wie z.B.
Blätternestern, Gestrüpp oder Lianen (RADESPIEL et al. 2003, WEIDT et al. 2004). Der graue Mausmaki bevorzugt hingegen den Schutz von Baumhöhlen und zeigt geschlechtsspezifische Unterschiede im Schlafverhalten. Männliche M. murinus schlafen solitär, während weibliche Tiere in Gruppen verwandter Individuen anzutreffen sind, wenn diese verfügbar sind
(RADESPIEL 2000, RADESPIEL et al. 1998).
Parasiten bei Lemuren Verschiedene Studien haben sich bereits mit Parasitengemeinschaften bei Lemuren befasst. Allerdings wurde die parasitäre Fauna madagassischer Primaten weniger intensiv untersucht als die von Altweltaffen, insbesondere Menschenaffen (Hominoidea) und geschwänzten Altweltaffen (Cercopithecoidea). Die Zahl beschriebener Parasitenarten ist daher im Vergleich zu anderen Primatentaxa verhältnismäßig gering. Erste Erwähnungen stammen aus dem 19. Jahrhundert aus einem Bericht über den Fund eines Taenia coenurus -Metazestoden in der
Lunge eines Lemuren (COBBOLD 1871). In der Mitte des letzten Jahrhunderts intensivierte sich die Forschungsarbeit an Lemuren und damit auch die auf dem Gebiet der Parasitologie, die im Bereich der Helminthen maßgeblich durch die Arbeiten von Alain Chabaud, Edouard Brygoo und Annie Petter (IRWIN u. RAHARISON 2009) und bezüglich der Acari durch Harry Hoogstraal
(HOOGSTRAAL 1953, HOOGSTRAAL UND CAMICAS 1977, HOOGSTRAAL et al. 1965,
HOOGSTRAAL et al. 1966, HOOGSTRAAL et al. 1967) und Alexander Fain geprägt wurde
Einleitung 11
(BOCHKOV u. O’CONNOR 2006, BOCHKOV et al. 2010, STEKOLNIKOV u. FAIN 2004). Aus dieser Zeit stammen detaillierte morphologische Beschreibungen neuer Parasitenarten. In der Folge wurden diese rein deskriptiven Artbestimmungen zum Teil durch molekulargenetische Untersuchungen ergänzt. Neuere Untersuchungen betrachten insbesondere den Einfluss veränderter Umweltbedingungen und anthropogener Aktivität auf parasitäre Infektionen von Wildtierpopulationen. Basierend auf Species Distribution Models wurde als Folge veränderter Umweltbedingungen im Rahmen des Klimawandels eine Ausweitung der Parasitenverteilung um bis zu 60 % prognostiziert (BARRETT et al. 2013). Eine erhöhte Parasitenbelastung und - diversität wurde in degradierten Habitaten gegenüber intakten Waldfragmenten dokumentiert
(JUNGE et al. 2011, SCHWITZER et al. 2010). Des Weiteren haben molekulargenetische Screening-Methoden weitere Parasitenspezies identifiziert. So entdeckten beispielsweise
LARSEN et al. (2016) Babesien, Trypanosomen und Plasmodien in Blutproben von Indris ( Indri indri ) und Diademsifakas ( Propithecus diadema ) und RAGAZZO et al. (2018) wiesen Entamoeba histolytica in Kotproben von Hapalemur aureus , Eulemur rubiventer und Microcebus rufus nach. Eine Kombination aus morphologischer und molekulargenetischer Artidentifikation erfolgt jedoch eher selten. Im Bereich der Endoparasiten ist dies insbesondere dadurch limitiert, dass nicht mit dem Kot ausgeschiedene Parasitenstadien bei nicht-invasiver Probennahme unentdeckt bleiben. Auch sind die Möglichkeiten der Probengewinnung, z.B. von Blut oder Ektoparasiten, insbesondere bei größeren Lemurenspezies durch die erforderliche medikamentöse Immobilisation limitiert. Nur einige Studien betrachten des Weiteren biotische und abiotische Determinanten des Parasitenbefalls bei sympatrischen Lemurenarten, die eine mögliche Heterogenität im Parasitenbefall bedingen können.
Zielsetzung der vorliegenden Arbeit Seit über 20 Jahren sind der graue und der goldbraune Mausmaki im Ankarafantsika-
Nationalpark Gegenstand kontinuierlicher Forschungsarbeit (JOLY 2011). Seit der Erstbeschreibung von M. ravelobensis im Jahr 1998 wurden verhaltensökologische und genetische Untersuchungen durchgeführt, um die Grundlagen der Sympatrie der beiden eng verwandten Arten zu beleuchten (GUSCHANSKI et al. 2007, PASTORINI et al. 2001, RADESPIEL et al. 2003, RADESPIEL et al. 2009 RAKOTONDRAVONY u. RADESPIEL 2009, RANDRIANAMBININA et al. 2003, SCHNEIDER et al. 2010, THORÉN et al. 2011, WEIDT et al. 2004, YODER et al. 2000). Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein umfassenderes Bild parasitärer Infektionen von M. murinus und M. ravelobensis zu erhalten. Die parasitologische Untersuchung der beiden sypmatrischen Mausmakiarten über einen Zeitraum von insgesamt 11 Monaten ermöglichte es,
Einleitung 12 potenzielle saisonale Infektionsmuster zu erkennen und mögliche wirtsbedingte Einflussfaktoren auf parasitäre Infektionen zu explorieren. Der erste Teil der Arbeit inkludierte eine umfassende Erhebung zum Ektoparasitenbefall der beiden Mausmakiarten in einem Forschungsgebiet, in dem beide Arten gemeinsam vorkommen. Basierend auf der zeitlichen Begrenzung des Parasit-Wirt-Kontaktes bei temporären Ektoparasiten wurde ein stärkerer Einfluss von Umweltfaktoren und somit der Saisonalität auf den Parasitenbefall erwartet. Als weiterer Faktor, der zu einem heterogenen Infektionsmuster beitragen kann, wurden Unterschiede in der Sozioökologie der beiden Mausmakiarten einbezogen. Während Kontaktschlafen in Gruppen von mehreren Individuen die direkte Übertragung von Parasiten begünstigt, können temporäre Parasiten während sozialer Fellpflege verstärkt entfernt werden. Entsprechend wurde eine höhere Prävalenz von stationären Ektoparasiten, z.B. Läusen, und ein geringerer Befall mit temporären Parasiten, wie beispielsweise Zecken, bei gruppenschlafenden M. ravelobensis im Vergleich zu vermehrt solitär schlafenden M. murinus erwartet. Neben dem Einfluss von Saisonalität und Wirtsspezies auf die Ektoparasitenprävalenz wurden zudem die wirtsbedingten Faktoren Geschlecht und Körpermasse getestet. Des Weiteren wurde die morphologische Parasitenidentifikation durch molekulargenetische Untersuchungen ergänzt, was ein differenzierteres Bild über die Ektoparasitendiversität madagassischer Lemuren ermöglicht. Im zweiten Teil der Arbeit wurden Blutproben grauer- und goldbrauner Mausmakis auf vektorübertragene Blutparasitenstadien untersucht. Der bisherige Wissensstand zu im Blut befindlichen Parasiten bei Mausmakis ist auf die Erwähnung einer Infektion mit der Filarienart Dipetalonema petteri bei M. murinus und den molekulargenetischen Nachweis des carnivoren
Herzwurms Dirofilaria immitis bei M. rufus beschränkt (IRWIN u. RAHARISON 2009, ZOHDY et al. 2019). Die erwarteten Erkenntnisse dieser Arbeit tragen somit wesentlich zum Verständnis parasitärer Infektionen der kleinsten Primatenarten bei. Wiederum wurden morphologische und molekulargenetische Untersuchungsmethoden kombiniert und potenzielle Einflussfaktoren unterschiedlicher Infektionsmuster zwischen M. murinus und M. ravelobensis analysiert. Die Körpermasse der Studientiere wurde als Indikator für den Gesundheitszustand in die Analysen integriert, um die mögliche negative Auswirkung einer Infektion zu untersuchen. Der Abgleich der in dieser Arbeit generierten Nukleotidsequenzen mit solchen in öffentlichen Datenbanken sollte zudem einen Hinweis auf das Wirtsspektrum des detektierten Parasiten ermöglichen. Die vorliegende Arbeit soll somit den bisherigen Wissensstand zu vektorübertragenen Blutparasitenstadien madagassischer Lemuren ergänzen und potentielle Schnittpunkte für den Pathogenaustausch sympatrischer Arten aufzeigen.
Publikationen 13
Publikationen
1) Saisonale und sozioökologische Einflüsse auf Ektoparasitengemeinschaften kleiner madagassischer Lemuren, Microcebus murinus und M. ravelobensis
Annette Klein 1,2 , Elke Zimmermann 2, Ute Radespiel 2, Frank Schaarschmidt 3, Andrea Springer 1, Christina Strube 1 (2018): Ectoparasite communities of small-bodied Malagasy primates: Seasonal and socioecological influences on tick, mite and lice infestation of Microcebus murinus and M. ravelobensis in northwestern Madagascar Parasites & Vectors 11, 459-477 doi: 10.1186/s13071-018-3034-y
1 Institut für Parasitologie, Zentrum für Infektionsmedizin, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 2 Institut für Zoologie, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 3 Institut für Biostatistik, Leibniz Universität Hannover
Abstract: Background: Ectoparasitic infections are of particular interest for endangered wildlife, as ectoparasites are potential vectors for inter- and intraspecific pathogen transmission and may be indicators to assess the health status of endangered populations. Here, ectoparasite dynamics in sympatric populations of two Malagasy mouse lemur species, Microcebus murinus and M. ravelobensis , were investigated over an 11-month period. Furthermore, the animals’ body mass was determined as an indicator of body condition, reflecting seasonal and environmental challenges. Living in sympatry, the two study species experience the same environmental conditions, but show distinct differences in socioecology: Microcebus murinus sleeps in tree holes, either solitarily (males) or sometimes in groups (females only), whereas M. ravelobensis sleeps in mixed-sex groups in more open vegetation. Results: Both mouse lemur species hosted ticks ( Haemaphysalis sp.), lice ( Lemurpediculus sp.) and mites ( Trombiculidae gen. sp. and Laelaptidae gen. sp.). Host species, as well as temporal variations (month and year), were identified as the main factors influencing infestation. Tick infestation peaked in the late dry season and was significantly more often observed in M. murinus (P = 0.011), while lice infestation was more likely in M. ravelobensis (P < 0.001) and
Publikationen 14 showed a continuous increase over the course of the dry season. Genetic analyses identified Lemurpediculus sp. infesting both mouse lemur species. Ticks morphologically conform to H. lemuris , but genetic analysis showed a clear differentiation of the specimens collected in this study, suggesting a potentially new tick species. Host body mass decreased from the early to the late dry season, indicating nutritional stress during this period, which may render individuals more susceptible to parasitic infections. Conclusions: Seasonal differences and species-specific variations in sleeping site ecology in terms of sleeping site type and sociality were determined as key factors influencing ectoparasitism in M. murinus and M. ravelobensis. This needs to be taken into account when evaluating ectoparasite infestations at a given time point. The detection of the same parasite species on two closely related and sympatric host species furthermore indicates a potential pathway for disease transmission, not only within but also between lemur species.
Erklärung über den eigenen Anteil an der Publikation: Konzept, Versuchsplanung: Elke Zimmermann, Ute Radespiel, Christina Strube Experimentelle Durchführung: Annette Klein Datenanalyse: Annette Klein, Ute Radespiel, Frank Schaarschmidt Diskussion, Beratung: Annette Klein, Elke Zimmermann, Ute Radespiel, Frank Schaarschmidt, Andrea Springer, Christina Strube Manuskript, Korrespondenz: Annette Klein, Christina Strube
Publikationen 15
2) Unterschiede im Infektionsmuster vektorübertragener im Blut zirkulierender Parasitenstadien bei sympatrischen madagassischen Primatenarten ( Microcebus murinus , M. ravelobensis )
Annette Klein 1,2 , Christina Strube 2, Ute Radespiel 1, Andrea Springer 2, Elke Zimmermann 1 (2019): Differences in infection pattern of vector-borne blood-stage parasites of sympatric Malagasy primate species ( Microcebus murinus , M. ravelobensis ) International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife 10, 59-70 doi: 10.1016/j.ijppaw.2019.07.003
1 Institut für Zoologie, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 2 Institut für Parasitologie, Zentrum für Infektionsmedizin, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Abstract The dynamic relationship of vector-borne parasites, arthropod vectors and their hosts is prone to change under the influence of climate change, global integration, shifting demographics and deforestation. It is therefore essential to better understand parasitism in wildlife populations, including parasites transmitted by blood-feeding vectors, and explore host range and heterogeneity of parasitic infections. We investigated Giemsa stained blood smears of two sympatric Malagasy primate species ( Microcebus murinus : 184 samples from 69 individuals and M. ravelobensis : 264 samples from 91 individuals) for blood-stage parasites and tested for a potential influence of host species, sex, body mass and sampling month on blood-stage parasite prevalence and infection intensity. No protozoan parasites were detected in either host species. A host-specific difference was observed in filarial nematode infections, with higher risk of infection in M. murinus (prevalence 30.43 %), than in M. ravelobensis (prevalence 6.59 %), which may be explained by differences in host behavior and/or immune competence, linked to the period of host-parasite coevolution. Neither sex nor sampling month influenced infection prevalence or intensity significantly. We did not observe a negative effect of microfilarial infections on host fitness when taking body mass as a proxy. Our results support the hypothesis of a long-term evolutionary adaptation of hosts and parasites, leading to
Publikationen 16 persistent infection with low morbidity. Morphological and molecular analyses indicate the finding of a new species, “ Lemurfilaria lemuris ”. Genetic analysis furthermore showed > 99 % sequence identity with microfilariae described from a sympatric, larger-bodied lemur species of a different genus, suggesting low host-specificity of the detected filariae and pathogen transmission across genus boundaries. Findings contribute to a more comprehensive picture of vector-borne diseases of Malagasy lemurs.
Erklärung über den eigenen Anteil an der Publikation: Konzept, Versuchsplanung: Elke Zimmermann, Ute Radespiel, Christina Strube Experimentelle Durchführung: Annette Klein Datenanalyse: Annette Klein, Ute Radespiel Diskussion, Beratung: Annette Klein, Christina Strube, Ute Radespiel, Andrea Springer, Elke Zimmermann Manuskript, Korrespondenz: Annette Klein, Elke Zimmermann
Diskussion 17
Diskussion Parasiten sind Bestandteile intakter Ökosysteme und als solche unweigerlich in ständiger Interaktion mit freilebenden Wildtierpopulationen. Obgleich der Parasit für den Wirt nachteilig ist, sind Parasiten aufgrund ihres maßgeblichen Einflusses auf die Umweltstrukturen für das
Gleichgewicht natürlicher Systeme und eine stabile Populationsdynamik essenziell (SPENCER u. ZUK 2016). Wird ein solches System jedoch durch zusätzliche Stressoren, wie beispielsweise extreme klimatische Bedingungen oder anthropogene Aktivitäten, wie exzessive Abholzung, Brandrodung oder Jagd, aus dem Gleichgewicht gebracht, können parasitäre Infektionen drastische Auswirkungen auf die Wirtstierpopulation haben (BELDOMENICO u. BEGON 2016). Im Zusammenhang mit Madagaskar wird häufig von einer Biodiversitätskrise gesprochen, da Armut und Bevölkerungswachstum vor dem Hintergrund unsicherer politischer Verhältnisse zu einem massiven Habitats- und Biodiversitätsverlust geführt haben. Zugleich ist der Inselstaat geprägt durch eine einzigartige Flora und Fauna, regional steile Umweltgradienten und einen vielerorts auftretenden Mikroendemismus, was die Möglichkeit bietet, potenzielle Faktoren adaptiver Radiation zu untersuchen (VENCES et al. 2009). Der Vergleich sympatrischer Arten in einem Habitat oder einer Art in verschiedenen Habitaten kann Hinweise auf Treiber der evolutionären Diversifizierung geben. Vor diesem Hintergrund wurden diverse
Untersuchungen zu Genetik (GUSCHANSKI et al. 2007, HAFEN et al. 1998, HECKMAN et al. 2007,
PASTORINI et al. 2001, RADESPIEL et al. 2009, RADESPIEL et al. 2001, SCHNEIDER et al. 2010),
Verhalten (BRAUNE et al. 2005, EICHMUELLER et al. 2013, RADESPIEL 2000, RADESPIEL et al.
2006, THORÉN et al. 2010, THORÉN et al. 2011, THORÉN 2011, WEIDT et al. 2004) und
Habitatnutzung (CHANU et al. 2012, RAKOTONDRAVONY u. RADESPIEL 2009, RENDIGS et al.
2003, STEFFENS UND LEHMAN 2018, STEFFENS et al. 2016) der sympatrischen Mausmakiarten M. murinus und M. ravelobensis im Nordwesten Madagaskars durchgeführt. Eine umfassende Erhebung der parasitären Belastung beider Arten hinsichtlich Ektoparasiten sowie im Blut befindlichen Parasitenstadien als auch die Betrachtung einer möglichen Heterogenität der Infektionsmuster vor dem Hintergrund bekannter Unterschiede zwischen M. murinus und M. ravelobensis sind Gegenstand der vorliegenden Arbeit.
Schlafplatzökologie von M. murinus und M. ravelobensis Einer der markantesten Unterschiede zwischen grauem und goldbraunem Mausmaki liegt in ihrer Schlafplatzökologie. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde ein Teil der Studientiere (n = 33; M. murinus : 10 ♀♀ , 5 ♂♂ , M. ravelobensis : 9 ♀♀ , 9 ♂♂ ) mit 2,5 g wiegenden
Diskussion 18
Sendehalsbändern (TW4 button cell Tags , Biotrack, Wareham, UK) ausgestattet. Diese ermöglichen eine Lokalisation des Fokustieres mittels Telemetrie, sodass Daten zum Schlafplatzverhalten der Tiere erhoben werden können. In der Literatur beschriebene artspezifische Schlafplatzpräferenzen (RADESPIEL et al. 2003) wurden auch in der vorliegenden Arbeit beobachtet. Von 405 auswertbaren Lokalisationen für M. ravelobensis wurde der Schlafplatz 386-mal als Nest oder offene Vegetation charakterisiert. Dabei waren, wann immer ein visueller Kontakt zum Fokustier möglich war, jedes Mal mindestens zwei Individuen an einem Schlafplatz anzutreffen. Bei M. murinus wurde bei 88 % der 489 auswertbaren Lokalisationen der Schlafplatz als Baumhöhle bzw. höhlenartig (z.B. Hohlräume unter abgeplatzter Baumrinde oder hohle Wurzeln) angesprochen. Im Bezug zum Sozialgefüge am Schlafplatz wurden jedoch Unterschiede zu vorangegangenen Studien festgestellt. Während männliche M. murinus, wie zuvor beschrieben, vorwiegend solitär schliefen, waren weibliche Tiere nur selten in Gruppen anzutreffen. Von zwei in Gesellschaft schlafenden Individuen wurde ein Sozialpartner einer madagassischen Hundskopf-Boa ( Sanzinia madagascariensis ) zur Beute. Das andere Fokustier blieb daraufhin für den weiteren Studienverlauf solitär. Erst im folgenden Frühjahr (ab März 2016) waren bei weiblichen M. murinus wieder soziale Gruppen zu beobachteten und phenotypische Merkmale, wie z.B. die Körpergröße legen nahe, dass es sich bei den Partnertieren um den Nachwuchs aus der vorangegangenen Reproduktionszeit handelte. Diese Beobachtung deckt sich mit genetischen Untersuchungen von Schlafgruppen (EBERLE u. KAPPELER 2006, RADESPIEL et al. 2001), in denen ein hoher Verwandtschaftsgrad zwischen den Individuen einer sozialen Gruppe identifiziert wurden.
C
Abbildung 1: M. murinus in einer Baumhöhle (A), M. ravelobensis in einem Nest (B), weiblicher M. murinus mit Jungtieren (C)
Diskussion 19
Die für Mausmakis beschriebene hohe Predationsrate (GOODMAN et al. 1993) war auch unter den besenderten Tieren zu erkennen. Zwei weibliche M. murinus wurden von madagassischen Hundskopf-Boas ( Sanzinia madagascariensis ) gefressen. Das Sendersignal eines weiteren M. ravelobensis wurde zuletzt in einem Erdloch lokalisiert, was ebenfalls darauf hindeutet, dass das Tier Beute einer Schlange wurde. Das Auffinden des noch geschlossenen Sendehalsbandes eines männlichen M. murinus auf dem Waldboden legte nahe, dass das entsprechende Fokustier von einem Greifvogel geschlagen wurde. Von den insgesamt 33 besenderten Individuen verstarben sieben (21,2 %). Bei zehn weiteren Tieren ging das Signal im Laufe der Studienzeit verloren, was durch eine aufgebrauchte Batterie, einen defekten Sender, das Abwandern männlicher Individuen zu Beginn der Reproduktionszeit oder den Tod des Fokustieres und ein Verschleppen des Kadavers durch den Beutegreifer erklärt werden kann. Von den 143 zwischen April und November 2015 gefangenen Individuen konnten 35 in der zweiten Feldperiode von März bis Mai 2016 wiedergefangen werden. Diese Wiederfangrate von 24,48 % ist geringer als die zuvor in diesem Studiengebiet dokumentierten Raten von 26-44,9 % (RADESPIEL et al. 2003) und deutet auf eine hohe jährliche Fluktuation in den untersuchten Mausmakipopulationen hin.
Ektoparasiten von M. murinus und M. ravelobensis im Ankarafantsika-Nationalpark Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde der Ektoparasitenbefall von M. murinus und M. ravelobensis im Verlauf von zwei Feldperioden von April bis November 2015 und von März bis Mai 2016 untersucht. Bisher wurden madagassische Lemuren als Wirte von Zecken ( Ixodes lemuris , Haemaphysalis lemuris und H. simplex ), Milben (z.B. Psoroptidae, Laelaptidae), Läusen ( Lemurpediculus spp., Phthirpediculus spp.), Haarlingen ( Trichophilopterus babakotophilus ), endemischen Lausfliegenarten ( Allobosca crassipes , Parabosca alata ) und einer eingeführten Flohart ( Echidnophaga gallinacean ) identifiziert (für Katzenmakis,
Cheirogaleidae, zusammengefasst von ZOHDY u. DURDEN 2016). Die ektoparasitäre Belastung der Mausmakipopulationen im Ankarafantsika-Nationalpark wurde bisher jedoch noch nicht systematisch erfasst. Auch fehlen Daten zu saisonalen Schwankungen der Befallsextensität mit verschiedenen Ektoparasitenarten. In dieser Arbeit wurden Läuse, Zecken und zwei Milbenarten der Familien Trombiculidae und Laelaptidae gefunden, auf die im Folgenden einzeln eingegangen wird.
Diskussion 20
Läuse ( Lemurpediculus spp.) Läuse der Unterordnung Anoplura sind obligate, stationäre Parasiten, die spezielle morphologische Anpassungen an ein Leben auf dem Säugetierwirt entwickelt haben, wie beispielsweise kräftige tibio-tarsale Klauen für das Festhalten an Haaren und stechende Mundwerkzeuge, um die Haut zu durchdringen, sodass die Aufnahme von Blut als Nahrung ermöglicht wird (LIGHT et al. 2010). Die Zeit, die Läuse abseits des Wirtstieres überleben können, ist eng begrenzt. Ferner zeichnen sich Läuse durch eine hohe Wirtsspezifität aus und werden in ihrer Populationsdynamik von wirtsbedingten Faktoren beeinflusst. So wurde ein massiver Anstieg der Population von Lemurpediculus verruculosus kurz vor Beginn der Paarungszeit des Wirtes M. rufus im Osten Madagaskars beobachtet, der möglicherweise durch einen Anstieg der Geschlechtshormone im aufgenommenen Blut veranlasst oder getriggert wurde (ZOHDY et al. 2012). Eine Abhängigkeit der Parasitenentwicklung vom Hormonstatus des Wirtes wurde bereits beim Kaninchenfloh, Spilopsyllus cuniculi , beschrieben (ROTHSCHILD u. FORD 1964). Bezüglich ihrer Verbreitung sind Läuse auf den direkten Körperkontakt von Wirtstieren angewiesen, um von einem Individuum auf das nächste übertragen werden zu können. Eine erhöhte Frequenz sozialer Interaktionen während der Paarungszeit erhöht daher auch die Übertragungsmöglichkeiten für Läuse und eine gesteigerte Reproduktionsaktivität zur Fortpflanzungszeit des Wirtes kann sich somit als vorteilhaft für den Parasiten erweisen. In der vorliegenden Studie wurde ein signifikant höheres Infestationsrisiko mit Läusen bei M. ravelobensis festgestellt. Die Sozialstrukturen am Schlafplatz des goldbraunen Mausmakis, die einen unmittelbaren Körperkontakt potenzieller Wirte gewährleisten, tragen möglicherweise zu einer schnelleren Ausbreitung der Parasiten innerhalb der M. ravelobensis - Population bei. Ebenso war ein Anstieg der Prävalenz bei beiden Mausmakiarten mit der Zunahme der Hodengröße ab Anfang Juli zu beobachten. Diese Beobachtung ist jedoch nicht allein dem Einfluss von Geschlechtshormonen zuzuschreiben. So ist für Schafe bekannt, dass gestresste Tiere oder solche in schlechter körperlicher Verfassung einen signifikant erhöhten
Lausbefall aufweisen (SERTSE u. WOSSENE 2007). Ein signifikanter Einfluss des Stresshormons Kortisol auf den Ektoparasitenbefall wurde bei M. rufus beobachtet, wobei Individuen mit einem höheren Kotkortisolspiegel eine höhere Befallsintensität mit L. verruculosus aufwiesen
(ZOHDY et al. 2017). Für die Mausmakis im Ankarafantsika-Nationalpark bedeutet die Trockenzeit eine Zeit der Ressourcenknappheit und entsprechend nutritiven Stress. Die Verfügbarkeit qualitativ hochwertiger Nahrungsressourcen, wie Früchte, Blüten oder Nektar sinkt über den Verlauf der Trockenzeit, bis im September wieder ein erstes Aufblühen der
Vegetation beobachtet werden kann (THORÉN et al. 2011). Diese saisonalen Schwankungen
Diskussion 21 wurden durch Veränderungen der Körpermasse der Studientiere reflektiert. Bei adulten Mausmakis wurde in der vorliegenden Studie eine mittlere Abnahme von 5,84 ± 0,8 g zwischen Anfang und Ende der Trockenzeit 2015 beobachtet, in der darauffolgenden Regenzeit stieg das Gewicht wieder um 7,54 ± 0,8 g. Dabei waren Gewichtsänderungen innerhalb und zwischen den Jahreszeiten bei M. ravelobensis prominenter als bei M. murinus . Saisonale Variationen im Hodenvolumen waren bei beiden Studienarten gleichermaßen präsent. Entsprechend liegt der Schluss nahe, dass die saisonalen Veränderungen der Befallsextensität mit Läusen durch additive Effekte wirtsinterner (Hormonstatus, Paarungszeit) und externer Faktoren (nutritiver Stress) beeinflusst wurden. Eine Speziesbestimmung der von M. murinus und M. ravelobensis stammenden Läuse war nicht möglich. Morphologisch wurden sie der Gattung Lemurpediculus zugeordnet, wobei sie eine große Ähnlichkeit zu Lemurpediculus verruculosus (DURDEN et al. 2010) besaßen. Der Abgleich spezifischer morphologischer Charakteristika in dieser Arbeit gesammelter Läuse mit der kürzlich bei M. murinus im Ankarafantsika-Nationalpark beschriebenen neuen Art
Lemurpediculus madagascariensis (DURDEN et al. 2018) ermöglichte keine eindeutige Zuordnung. Eine rein morphologische Artbestimmung wird durch die hohe intraspezifische Variabilität einzelner Lausspezies kompliziert. Kopf- und Körperlaus des Menschen wurden beispielsweise lange Zeit als distinkte Arten angesehen, da sie markante morphologische Unterscheidungsmerkmale aufweisen. Molekulargenetische Untersuchungen weisen jedoch darauf hin, dass es sich bei der Körperlaus um einen unterschiedlichen Phänotyp des gleichen Genotyps handelt. Beide Spezies sind somit unterschiedliche Ökotypen einer Art, die entsprechende Anpassungen an Mikrohabitate aufweisen (VERACX u. RAOULT 2012). Molekulargenetische Untersuchungen eines Sequenzabschnitts des 18S rRNA-Gens bestätigten die Genus-Zuordnung zu Lemurpediculus in der vorliegenden Arbeit. Der Vergleich zusätzlich generierter Cytochrom c Oxidase Untereinheit I (COI)-Sequenzabschnitte zeigte jedoch wesentliche Unterschiede zu publizierten Sequenzen von L. verruculosus . COI-Sequenzen weiterer Lemurpediculus-Arten sind derzeit noch nicht verfügbar. Um eine korrekte taxonomische Einordung der in dieser Arbeit untersuchten Läuse vornehmen zu können, ist es erforderlich, in zukünftigen Arbeiten morphologische und molekulargenetische
Untersuchungen zu kombinieren. Die hohe Wirtspezifität von Läusen (KIM 2006) legt nahe, dass unterschiedliche Mausmakiarten von unterschiedlichen Lausarten befallen werden. Die beiden COI-Sequenzabschnitte, die im Rahmen dieser Arbeit generiert wurden, stammen von der Laus eines M. murinus und der eines M. ravelobensis . Ein Sequenzvergleich ergab eine paarweise Übereinstimmung von 85,08 %, was für das Vorliegen zweier distinkter Arten
Diskussion 22 spricht. Jedoch ist eine umfassendere Untersuchung eines größeren Stichprobenumfangs erforderlich, um intra- und interspezifische genetische Variabilität zu ergründen und die Existenz einer möglichen, bislang unbeschriebenen Lausart bei den beiden untersuchten Mausmakispezies zu validieren.
Zecken ( Haemaphysalis sp. microcebi) Zecken (Ixodida) sind temporäre Ektoparasiten aus der Unterklasse der Acari (Milben). Eine Assoziation zum Wirt ist bei vielen Arten auf die Zeiträume der Blutmahlzeit beschränkt und ausgedehnte Phasen des Lebenszyklus, wie die Häutung zum nächsten Entwicklungsstadium oder die Eiablage erfolgen in der Umwelt. In der vorliegenden Arbeit wurden Larven, Nymphen und adulte Zecken der Gattung Haemaphysalis auf beiden Mausmakiarten detektiert. In der Mitte des letzten Jahrhunderts befasste sich Harry Hoogstraal intensiv mit der Charakterisierung madagassischer Zecken, insbesondere der Gattung Haemaphysalis, und ergänzte die bis zum damaligen Zeitpunkt beschriebenen Arten [H. elongata , H. simplex
(NEUMANN 1901), H. obtusa (DÖNITZ 1910) und H. hoodi madagascariensis (COLAS -
BELCOUR UND MILLOT 1948)] um neun weitere ( H. anoplos , H. eupleres , H. fossae , H. lemuris ,
H. nesomys , H. simplicima , H. subelongata , H. theilerae und H. tiptoni ) (HOOGSTRAAL 1953,
HOOGSTRAAL u. CAMICAS 1977, HOOGSTRAAL et al. 1965, HOOGSTRAAL et al. 1966,
HOOGSTRAAL et al. 1967). Neuere Studien zu parasitären Infestationen von Lemuren identifizierten detektierte Schildzecken basierend auf diesen Originalbeschreibungen. Im Zuge einer phylogenetischen Untersuchung madagassischer Ixodes -Spezies wurden zudem COI-
Sequenzen für H. lemuris generiert (BLANCO et al. 2013). Während morphologische Charakteristika der in dieser Arbeit gesammelten Zecken konform zu H. lemuris waren, wies ein 760 bp langes Fragment des COI-Genes nur 85 % paarweise Übereinstimmung mit den bisher publizierten Sequenzen auf. Diese genetische Divergenz spricht für das Vorliegen von zwei distinkten Arten. Für die in dieser Arbeit gefundene Art wurde daher der Name „Haemaphysalis sp. microcebi“ vorgeschlagen. Es konnten jedoch hauptsächlich Larven und Nymphen und nur zwei adulte männliche Zecken gesammelt werden. Bedenkt man, dass Adulte als wesentliches diagnostisches Stadium für die Identifikation von Zeckenspezies angesehen werden und entsprechend eine morphologische Bestimmung meist auf den Charakteristika adulter Exemplare basiert (ANDREWS et al. 1992), ist es essenziell, weitere Proben einschließlich adulter Weibchen zu erhalten, um die neue Art vollständig zu beschreiben. Ähnlich wie bei den Läusen zeigen auch die Ergebnisse zur Artbestimmung der Zecken die
Diskussion 23
Grenzen einer rein morphologischen Identifikation und verdeutlichen den Wert zusätzlicher genetischer Untersuchungen. Das Vorkommen der unterschiedlichen Entwicklungsstadien von Haemaphysalis sp. microcebi bei Mausmakis war stark saisonal geprägt. Larven wurden in den frühen Monaten der Trockenzeit (Mai, Juni und Juli) beobachtet, während Nymphen, die den Großteil des gesammelten Probenmaterials ausmachten, von Juni bis November auf den Tieren gefunden wurden. Die zwei adulten Männchen wurden im März und April 2016 gesammelt. Diese saisonale Verteilung im Auftreten verschiedener Entwicklungsstadien von H. sp. microcebi lässt sich mit einem univoltinen Lebenszyklus erklären, das heißt der Entwicklung einer
Generation pro Jahr, wie kürzlich auch für H. lemuris postuliert wurde (RODRIGUEZ et al. 2015). Haemaphysalis spp. sind dreiwirtige Zecken, die jeweils einen neuen Wirt für jeden Entwicklungsschritt aufsuchen. Die Zeckenlarven befallen Mausmakis in der frühen Trockenzeit und entwickeln sich dann zu Nymphen, welche bis in die Regenzeit hinein während der Blutmahlzeit am Mausmakiwirt detektiert werden können. Adulte Individuen präferieren größere Wirtstiere, wie beispielsweise größere Lemurenarten, Tenreks oder eingeführte Arten, und sind in der Regenzeit anzutreffen. Die Tatsache, dass in der vorliegenden Studie auch zwei adulte männliche Haemaphysalis-Zecken von M. murinus entfernt wurden, deutet jedoch darauf hin, dass Mausmakis auch durchaus Wirte für adulte Zecken darstellen können.
Abbildung 2: Vorgeschlagener Lebenszyklus für Haemaphysalis sp. microcebi
Diskussion 24
In der vorliegenden Arbeit war die Zeckenprävalenz bei M. murinus signifikant höher als bei M. ravelobensis . Der Zeckenbefall eines Tieres wird einerseits durch die Wahrscheinlichkeit, mit wirtssuchenden Zecken in Kontakt zu kommen, und andererseits durch die Fähigkeit des Wirtes, sich effektiv angehefteter Parasiten zu entledigen, beeinflusst. Microcebus murinus und M. ravelobensis zeigen ein omnivores, diverses Ernährungsspektrum, das sich aus tierischen und pflanzlichen Bestandteilen zusammensetzt. Sie suchen beide auch die unteren
Vegetationsschichten des Waldes während der Nahrungssuche auf (RADESPIEL et al. 2006), und die Exposition zu wirtssuchenden Zecken, die sich in der Regel weniger als einen Meter über dem Boden aufhalten, ist somit für beide Arten gegeben. Allerdings zeigten Untersuchungen zu Aktivitätsmustern und Nahrungsökologie (RADESPIEL et al. 2006, THORÉN et al. 2011) saisonale Unterschiede auf. Während in der Trockenzeit die Ernährung von Honigtau, dem zuckerhaltigen Ausscheidungsprodukt von Hemipterenlarven, und den Harzen verschiedener Baumspezies dominiert wird, nimmt mit Beginn der Regenzeit der Anteil an Früchten in der Nahrung zu. Somit steigt die Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen in den höheren Waldschichten und verringert die Notwendigkeit, zum Waldboden herabzusteigen, was möglicherweise zu einer geringeren Exposition gegenüber Zecken führt. Der in der vorliegenden Arbeit beobachtete Gipfel der Zeckenprävalenz in der Trockenzeit und deren Abnahme während der Regenzeit stehen im Einklang mit den genannten saisonalen Veränderungen im Nahrungssuchverhalten von M. murinus und M. ravelobensis . Das geschützte Mikrohabitat einer Baumhöhle, das regelmäßig von einem potenziellen Wirtstier aufgesucht wird, bietet vorteilhafte Bedingungen für temporäre Ektoparasiten. Sie schützen freilebende Entwicklungsstadien vor Umwelteinflüssen, insbesondere vor direkter Sonneneinstrahlung und gesteigertem Flüssigkeitsverlust. Zugleich wird der Kontakt zu einem geeigneten Wirt für die nächste Blutmahlzeit erleichtert. Einige Schildzecken zeigen daher eine
Synchronisation ihres Abfallens vom Wirt mit den Aktivitätsperioden des Wirtstieres (OLIVER
JR 1989). Ein klassisches Beispiel dafür ist die Kaninchenzecke, Haemaphysalis leporispalustris , bei welcher 90 % der Larven, Nymphen und Adulten innerhalb eines Zeitintervalls von sechs Stunden, zwei Stunden vor Einsetzen der Dämmerung abfallen. In dieser Tagesphase halten sich die als Wirte dienenden Baumwollschwanzkaninchen
(Sylvilagus spp.) in der Regel im Bau auf (GEORGE 1971). Die bevorzugte Wahl von Baumhöhlen als Tagesschlafplatz bei M. murinus birgt somit möglicherweise ein erhöhtes Expositionsrisiko für Haemaphysalis -Zecken und könnte die beobachtete höhere Prävalenz erklären. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde jedoch darauf verzichtet, die Schlafplätze der besenderten Fokustiere auf Ektoparasiten zu untersuchen, da diese häufig schwer
Diskussion 25 zugänglich sind und zudem Störungen des Habitats der Studientiere so gering wie möglich gehalten werden sollten, um Langzeitdaten nicht zu beeinträchtigen. Ein Einfluss des Schlafplatzes auf die Zeckenprävalenz bleibt somit hypothetisch. Anhaftende Zecken können durch die eigene („ self-grooming “) oder soziale Körperpflege („ allogrooming “) entfernt werden. Lemuren besitzen eine spezielle Zahnanordnung im Unterkiefer mit eng angeordneten, nach rostral gerichteten Inzisivi und Canini. Dieser
Zahnkamm bildet ein effektives Werkzeug für die Körperpflege (EAGLEN 1980). Die große Mehrheit der Zecken in dieser Arbeit wurden jedoch an den Ohren der Studientiere gefunden, einer Lokalisation, die mit den Zähnen beim self-grooming nicht erreicht werden kann. Der höhere Grad an Sozialkontakten und entsprechend höhere allogrooming -Raten am Schlafplatz von M. ravelobensis können zum Entfernen von Zecken an schwer zugänglichen Körperregionen beitragen und somit die geringere Prävalenz bei M. ravelobensis erklären. Beobachtungen der besenderten Fokustiere zeigten, dass die Individuen einer Schlafgruppe bei Einbruch der Dämmerung zunächst einige Minuten mit sozialer Körperpflege verbrachten, bevor sie solitär auf Nahrungssuche gingen. In vorangegangenen Studien zum Sozialverhalten von goldbraunen Mausmakis wurde allogrooming zwischen Schlafgruppenmitgliedern auch während einiger sozialer Interaktionen im Laufe der Nacht dokumentiert (QUIETZSCH 2009).
Milbenarten der Familien Trombiculidae und Laelaptidae In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals ein Befall mit Milben aus der Familie der Laufmilben, Trombiculidae, bei Microcebus-Spezies beschrieben. Laufmilben sind mit über
3000 beschriebenen Arten weltweit verbreitet (GOFF et al. 1982), die Trombikuliden-Fauna Madagaskars ist jedoch noch kaum erforscht. Entsprechend konnten die gesammelten Proben, die aus Hautgeschabseln von M. murinus und M. ravelobensis stammten, nicht auf Artebene bestimmt werden. Genetische Analysen von 18S rRNA-Sequenzen bestätigten jedoch die
Zuordnung zur Familie der Trombiculidae. STEKOLNIKOV et al. (2019) beschrieben in einer morphologischen Studie Laufmilbenlarven als neue Art Schoutedenichia microcebi n.sp., die von grauen Mausmakis aus dem Ankarafantsika-Nationalpark stammten. Morphologische Merkmale der in der vorliegenden Arbeit untersuchten Proben sind konform zu dieser neu beschriebenen Art.
Diskussion 26
Abbildung 3: Larven von Trombiculidae gen. sp. (Schoutedenichia microcebi n.sp.), ganzes Exemplar (A), Scutum (B), Gnathosoma (C)
Während Nymphen und Adulte freilebende räuberische Stadien sind, zeigen die sechsbeinigen Larven der Laufmilben (engl. „ chiggers “) eine parasitäre Lebensweise. Geeignete Wirte sind terrestrische Vertebraten wie Amphibien, Vögel, Reptilien und Säugetiere (SASA 1961). Die Larven durchdringen mit ihren Chelizeren die Epidermis des Wirtes und ernähren sich von lysiertem epithelialem Gewebe und Lymphe. Dabei führt eine lokale immunologische Reaktion im Bindegewebe zu Hyperämie und Zellinfiltration (SHATROV u. KUDRYASHOVA 2006). Der Befall mit Trombicula -Larven ist stark saisonal geprägt, was den Ursprung des deutschen Trivialnamens „Herbstgrasmilbe“ für die Art Neotrombicula autumnalis erklärt. Während die Temperatur den limitierenden Faktor für die Laufmilbenabundanz in den gemäßigten Breiten darstellt, scheint in tropischen Regionen die Niederschlagsmenge einen stärkeren Einfluss zu haben (SASA 1961). Bei den Mausmakis im Ankarafantsika-Nationalpark wurden über den gesamten Studienzeitraum 90-mal Hautveränderungen durch Trombicula -Larven bei 49 Individuen dokumentiert. Nur zwei Fälle konnten im September 2015 detektiert werden, keine hingegen im Oktober oder November. In dieser Zeit lag die relative Luftfeuchte im Studiengebiet unter 55 %. Diese Beobachtung stützt die Annahme, dass Laufmilbenaktivität und -entwicklung in den Tropen maßgeblich durch die Luftfeuchtigkeit beeinflusst wird. Trombicula -Larven heften sich meist in engen Ansammlungen und an bestimmten Prädilekionsstellen an. Für die in dieser Arbeit untersuchten Trombiculidae gen. sp. handelte es sich dabei um Hautbereiche im Gesicht, insbesondere um die Augen herum, und im seitlichen Bereich der Schnauze. Es handelt sich somit um Körperregionen, die beim self-grooming nicht mit dem Zahnkamm erreicht werden können. Hautveränderungen durch Trombicula -Larven wurden signifikant häufiger bei M. murinus als bei M. ravelobensis beobachtet. Wie bereits für Zecken diskutiert, könnte dieser Prävalenzunterschied durch Unterschiede im Sozialgefüge am
Diskussion 27
Schlafplatz der Tiere bedingt sein, nämlich einen höheren Grad an Sozialität und in der Folge höhere allogrooming -Raten bei den gruppenschlafenden M. ravelobensis . Die zweite Milbenart, die in dieser Arbeit auf M. murinus und M. ravelobensis detektiert wurde, konnte ebenfalls nicht auf Artebene bestimmt werden. Der Vergleich eines Sequenzabschnittes des 18S rRNA-Gens zeigte 99 % paarweise Übereinstimmung mit Androlaelaps madagascariensis , einem Ektoparasiten des Dobson-Kleintenreks (Microgale dobsoni ), und ermöglichte eine Einordnung in die Familie der Laelaptidae. Milben dieser Familie gelten als fakultative oder obligate Parasiten in Nestern von Säugetieren und Vögeln. Die beim Mongozmaki (Eulemur mongoz ) bzw. bei Wollmakis (Lepilemur sp.) beschriebenen Arten
Aetholaelaps sylstrai (STRANDTMANN u. CAMIN 1956) und Aetholaelaps trilyssa (DOMROW u.
TAUFFLIEB 1963) sind die einzigen Milben dieser Gattung, die bislang mit Primaten assoziiert wurden. Liponyssus madagascariensis aus der eng verwandten Familie der Macronyssidae wurde bei verschiedenen Lemuren gefunden (DUTTON et al. 2003, HIRST 1922, JUNGE et al.
2008, O’CONNOR 2003), jedoch bisher nicht mit klinischen Symptomen wie Hautirritation oder Pruritus in Verbindung gebracht. Auch in der vorliegenden Arbeit ging der Befall mit Laelaptidae gen. sp. nicht mit Anzeichen von Hautveränderungen wie Alopezie, Rötungen oder vermehrter Schuppenbildung einher.
Abbildung 4: Laelaptidae gen. sp., adultes Weibchen (A), ventrales Abdomen mit Genital- und Analschild (B), Gnathosoma (C)
Laelaptidae, insbesondere Androlaelaps sp., werden als nestassoziierte, polyphage Opportunisten mit variierendem Ausmaß an parasitärer Ernährung charakterisiert. Laelaptidae gen. sp. wurden in der vorliegenden Arbeit nur vereinzelt (bei 1,45 % der insgesamt 1306 Mausemakifänge) detektiert und waren signifikant häufiger bei M. murinus zu finden. Die regelmäßig aufgesuchten Baumhöhlen, die dem grauen Mausmaki als Schlafplatz dienen, stellen ein ideales Milieu für den Lebenszyklus der Milben dar. Der Schlafplatz des Mausmakis bietet ein reichhaltiges Nahrungsangebot wie Hautschuppen und tierische Exkrete, und das Wirtstier selbst ermöglicht die Übertragung zu anderen Schlafplätzen. Die tatsächliche
Diskussion 28
Prävalenz von Laelaptidae-Milben bei den beiden hier untersuchten Mausmakiarten wird anhand der Ergebnisse dieser Arbeit jedoch möglicherweise unterschätzt, wenn man die limitierten Zeitintervalle bedenkt, die diese Milbenart in direktem Wirtskontakt verbringt. Die Detektionsraten auf dem Mausmakiwirt reflektieren daher nicht unbedingt die tatsächliche Situation am Schlafplatz des Tieres. Eine Beprobung des Schlafplatzes wäre nötig, um ein umfassenderes Bild über die Abundanz von Laelaptidae gen. sp. zu erhalten. Wie bereits im vorherigen Kapitel angeführt, wurde jedoch von einem die Mausmakis derart störenden Vorgehen abgesehen.
Mögliche Implikationen des erfassten Ektoparasitenbefalls Ein Befall mit Ektoparasiten kann den Wirt direkt oder indirekt schädigen. Eine direkte Schädigung entsteht beispielsweise infolge des Blutentzugs durch hämatophage Parasiten wie
Läuse oder Zecken (PFÄFFLE et al. 2009, RECHAV et al. 1980, WAGNER u. MCKINLEY 2004). Experimentelle Studien haben gezeigt, dass Blutparameter wie Hämoglobingehalt und Hämatokrit sowie Veränderungen der Körpermasse mit der Intensität eines Zeckenbefalls korrelieren (RECHAV et al. 1980). Studien an natürlichen Populationen dokumentieren einen möglichen Zusammenhang zwischen Anämie und erhöhter Mortalität sowie potenziellen metabolischen Auswirkungen eines Zeckenbefalls (CORRIER et al. 1979, MUSANTE et al. 2007). Ein Zusammenhang wird auch zwischen massivem Lausbefall, veränderten Blutparametern und erhöhter Mortalität bei Nutz- und Wildtieren vermutet (LAROSE et al. 2010, OTTER et al. 2003). Die Befallsintensität mit Haemaphysalis sp. microcebi bei M. murinus und M. ravelobensis wurde in der vorliegenden Arbeit mit maximal vier Zecken pro Individuum als gering bewertet. Auch die Infestationen mit Läusen wurden als moderate Befallsintensität eingestuft. Ein signifikant negativer Einfluss des Ektoparasitenbefalls auf hämatologische Parameter, Gewichtsentwicklung und Überlebensraten erscheint somit nicht wahrscheinlich. Daneben ist jedoch die indirekte Schadwirkung von Ektoparasiten durch ihre mögliche
Vektorfunktion für virale, bakterielle und parasitäre Pathogene zu bedenken (DE LA FUENTE et al. 2008, DURDEN 2019). Zecken sind nach Mücken die zweithäufigsten Überträger von Humanpathogenen und die bedeutendsten Vektoren für Krankheitserreger bei Haus- und Wildtieren. Im Frühjahr 2018 verstarben innerhalb von eineinhalb Monaten über 30 Larvensifakas (Propithecus verreauxi ) im Berenty-Reservat im Süden Madagaskars. Betroffene Tiere zeigten eine von den Hintergliedmaßen ausgehende fortschreitende Paralyse und einen massiven Zeckenbefall, weshalb eine parasitäre oder zeckenübertragene Erkrankung als Auslöser vermutet wurde (CARVER 2018). Die Ergebnisse der eingeleiteten Untersuchungen
Diskussion 29 sind derzeit jedoch noch nicht publiziert. Ektoparasiten, die mehrere Wirte bzw. Wirtsarten befallen, stellen zudem eine Schnittstelle der intra- und interspezifischen Erregerübertragung dar (DASZAK et al. 2000, DOBSON 2004). EHLERS et al. (2019) untersuchten den Ektoparasitenbefall bei endemischen und domestizierten Tierarten im Südwesten Madagaskars und identifizierten unter anderem die endemische Zeckenart Haemaphysalis simplex als Parasit zweier Tenkrekarten. Die eingeführte Flohspezies Echidnophaga gallinacea wurde sowohl auf Haus- und Nutztieren, als auch auf dem endemischen Großen Breitstreifenmungo, Galidictis grandidieri , gefunden. Folglich wäre eine Pathogenübertragung sowohl innerhalb der endemischen Fauna als auch zwischen endemischen und eingeführten Arten denkbar. In der vorliegenden Arbeit wurde Haemaphysalis sp. microcebi als potenzieller Vektor für eine Pathogenübertragung zwischen den beiden untersuchten Lemurenarten M. murinus und M. ravelobensis identifiziert. Weitere Untersuchungen sind von Nöten, um das Wirtsspektrum dieser Haemaphysalis -Art detaillierter zu erfassen, und ein mögliches Vektorpotential zu charakterisieren.
Parasitäre Stadien im Blut von M. murinus und M. ravelobensis Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Studientiere auf Hämoparasiten bzw. im Blut zirkulierende Parasitenstadien untersucht. Bislang war der Wissenstand zu parasitären Blutinfektionen bei Mausmakis auf die Erwähnung von M. murinus als Wirt der Filarienart
Dipetalonema petteri (IRWIN u. RAHARISON 2009) und den molekulargenetischen Nachweis des
Herzwurms Dirofilaria immitis bei M. rufus (ZOHDY et al. 2019) beschränkt. Detailinformationen zu Entwicklungsstadien, Lokalisation und Identifikation der Filarien beim grauen Mausmaki sind jedoch nicht vorhanden. Die vorliegende Arbeit bildet daher die erste umfassende Erhebung zum Vorkommen parasitärer Stadien im Blut von zwei sympatrischen kleinen Lemurenarten. Diese erfolgte über einen Studienzeitraum von 11 Monaten unter Berücksichtigung potenzieller Faktoren, die zu heterogenen Infektionsmustern bei den untersuchten Mausmakiarten führen können. Von den im Rahmen dieser Arbeit gefangenen Individuen wurden monatlich Blutproben mittels Punktion der Vena saphena entnommen und Giemsa-gefärbte Blutausstriche angefertigt, die mikroskopisch auf Parasitenstadien untersucht wurden. Protozoen wurden hierbei nicht detektiert, aber sowohl M. murinus als auch M. ravelobensis konnten als Endwirte für Filarien identifiziert werden. Die Tatsache, dass in der vorliegenden Studie keine protozoären Blutparasitenstadien nachgewiesen wurden, ist mit Vorsicht zu interpretieren. Als Goldstandard der Malariadiagnostik gilt derzeit die kombinierte mikroskopische Untersuchung Giemsa-gefärbter
Diskussion 30 dicker und dünner Blutausstriche. Dieses labordiagnostische Verfahren zeichnet sich durch eine relativ einfache und kostengünstige Durchführung aus. Die Sensitivität des Tests ist durch den dicken Tropfen gegeben, in dem parasitäre Stadien um mehr als das 10fache angereichert vorliegen und ein erfahrener Untersucher Infektionsintensitäten von 50-100 Plasmodien/µl detektieren kann (TANGPUKDEE et al. 2009). Dahingegen ermöglicht der dünne Blutausstrich eine Speziesdifferenzierung anhand morphologischer Charakteristika. Da es vor Ort in Madagaskar nicht möglich war, Laborarbeiten durchzuführen und der dicke Tropfen nicht fixiert, sondern zeitnah gefärbt werden muss, wurden in der vorliegenden Arbeit nur dünne Ausstriche erstellt. Folglich war die Sensitivität limitiert, sodass eine geringe Infektionsintensität möglicherweise unentdeckt blieb. In einer Studie zu Hämoparasiten bei Sifakas konnten in Giemsa-gefärbten dünnen Blutausstrichen ebenfalls keine parasitären Stadien nachgewiesen werden, während eine molekulargenetische Analyse DNA von Babesia und Plasmodium spp. nachwies (SPRINGER et al. 2015). Daher ist nicht auszuschließen, dass auch bei den in dieser Arbeit untersuchten Mausmakiarten DNA protozoärer Blutparasiten mittels molekulargenetischer Methoden nachweisbar gewesen wäre. Entsprechende Untersuchungen konnten jedoch wegen mangelnder finanzieller Ressourcen nicht durchgeführt werden. Dennoch bleibt beim Nachweis von DNA, nicht aber des augenscheinlich lebensfähigen Pathogens an sich, stets die Frage offen, ob es sich tatsächlich um eine Infektion mit der Fähigkeit des Erregers, in der betroffenen Spezies zu persistieren und sich gegebenenfalls auch zu vermehren, handelte, oder aber das Pathogen abstarb, da es in eine für ihn ungeeignete Spezies gelangte.
Filarien ( Lemurfilaria lemuris ) Bisher wurden vier Filarienspezies aus der Familie der Onchocercidae bei Lemuren beschrieben, nämlich Dipetalonema petteri , Paulianfilaria pauliani , Courduriella courdurieri und Protofilaria furcata (CHABAUD et al. 1965, CHABAUD u. CHOQUET 1955, CHABAUD et al.
1961, CHANDLER 1929). Ihr Lebenszyklus und Übertragungsweg sind bislang nicht bekannt. Adulte Würmer waren in der Thorakal- (D. petteri , P. furcata ) sowie Abdominalhöhle (D. petteri , C. courdurieri ) und Mikrofilarien im Blut infizierter Lemuren lokalisiert. Angaben zu P. pauliani sind nicht verfügbar. Entsprechend sind adulte Parasiten nur bei der Sektion eines infizierten Tieres zu detektieren, was die Möglichkeit des Auffindens bzw. der Beschreibung der adulten Stadien oder gar neuer Arten limitiert. Neuere Studien bei Lemuren wiesen im Blut zirkulierende Mikrofilarien von Onchocercidae nach (HOKAN et al. 2017, JUNGE UND LOUIS
2005, RASAMBAINARIVO et al. 2014, SPRINGER et al. 2015), die, von den adulten Weibchen
Diskussion 31 freigesetzt, in das Blutgefäßsystem gelangen, wo sie von hämatophagen Vektoren als Zwischenwirt aufgenommen werden können. Bei einigen Onchocercidae-Spezies, wie beispielsweise Onchocerca volvulus , sind adulte Stadien in Haut und Bindegewebe lokalisiert, wo sie subkutane Knoten, sog. Onchozerkome ausbilden können und Mikrofilarien in das subkutane Gewebe abgegeben werden. Filarienspezies mit einem solchen Tropismus zum subkutanen und Bindegewebe wurden bei Lemuren bisher allerdings noch nicht nachgewiesen. Im Zwischenwirt erfolgt die Weiterentwicklung der Mikrofilarien zu infektiösen dritten Larvenstadien (L3), die bei nachfolgenden Mahlzeiten des Vektors wieder auf den
Säugetierwirt übertragen werden (ANDERSON 2000). In der vorliegenden Arbeit wurden Mikrofilarien in Giemsa-gefärbten Blutausstrichen beider Mausmakiarten detektiert. Zudem wurde ein besendertes, mikrofilarämisches M. murinus -Weibchen im April 2016 tot im Wald aufgefunden. Die Sektion zeigte einen frakturierten Schädel, was ein stumpfes Kopftrauma als wahrscheinlichste Todesursache nahelegt. In der Abdominalhöhle des Tieres wurde ein adulter männlicher Nematode entdeckt, der als Filarie identifiziert, jedoch morphologisch keiner der beschriebenen Filarienspezies zugeordnet werden konnte. Der Vergleich der ITS1-5.8S-ITS2- Region des adulten Wurmes mit einer entsprechenden Sequenz aus einer mikrofilarämischen Blutprobe eines weiteren M. murinus -Exemplars ergab eine > 99 %ige paarweise Übereinstimmung. Eine innerartliche p-Distanz in der ITS1- und ITS2-Region von 0 bis 2 % bzw. von 0 bis 5,92 % wurde bei der Onchocerciden-Art Onchocerca volvulus nachgewiesen
(MORALES -HOJAS et al. 2001). Entsprechend ist davon auszugehen, dass es sich bei dem hier untersuchten adulten Wurm und den Mikrofilarien um dieselbe Art handelt. Die Artbestimmung von Filarien anhand morphologischer Merkmale im Blut zirkulierender Mikrofilarien ist jedoch nicht immer verlässlich, da unterschiedliche Fixationsmethoden der Blutausstriche zu Variationen in den Merkmalen der Mikrofilarien führen können. So zeigte eine Untersuchung von SCHACHER (1962), dass Mikrofilarien von Brugia pahangi sich in luftgetrockneten, alkoholfixierten Blutausstrichen im Vergleich zu ungetrocknet Formalin- fixierten Präparaten um 32,5 % zusammenzogen. Von den vier bislang bei Lemuren beschriebenen Filarienspezies liegen die in dieser Studie vermessenen Mikrofilarien im Längenspektrum von P. pauliani , der adulte männliche Nematode weicht jedoch, wie oben erwähnt, deutlich von den für diese Art beschriebenen Charakteristika ab. Eine taxonomische Einordnung basierend auf molekularen Markern ist bei Filarien nur bedingt möglich. Mit den Möglichkeiten der DNA-Analyse wurde die Phylogenie parasitischer Fadenwürmer vielfach
überarbeitet und neu evaluiert (BLAXTER et al. 1998). Einige vielfach erprobte genetische Marker wie das COI- oder 18S rRNA-Gen ermöglichen eine Differenzierung auf Artebene, sind
Diskussion 32 aber nicht geeignet, um alle Aufspaltungsereignisse in der stammesgeschichtlichen Entwicklung der Onchocercidae aufzulösen. Während in der vorliegenden Arbeit generierte 18S rRNA- und COI-Sequenzabschnitte der adulten Filarie die Einteilung in die Familie der Onchocercidae bestätigten, war eine eindeutige Einordnung auf Gattungs- oder Artebene nicht möglich. Bei der Analyse der phylogenetischen Verwandtschaftsverhältnisse der generierten Sequenzabschnitte zeigte sich sowohl innerhalb als auch zwischen beschriebenen Gattungen eine hohe Variabilität in der Anzahl an Nukleotidsubstitutionen, sodass keine zuverlässige Gruppierung von Taxa erreicht wurde. Auch lieferten die Stammbäume der verschiedenen genetischen Marker inkongruente Ergebnisse. Eine Verknüpfung der Sequenzen für eine umfassendere Analyse war aufgrund mangelnder Vergleichsdaten nicht möglich. Daher wurde die in dieser Arbeit gefundene Filarie nicht nur als eine neue Art, sondern auch neue Gattung angesehen und mit dem Namen „Lemurfilaria lemuris “ beschrieben.
HOKAN et al. (2017) untersuchten in den Jahren 2013 und 2014 Parasitengemeinschaften bei zwei größeren, sympatrischen Lemurenarten (Avahi occidentalis und Lepilemur edwardsi ) im Ankarafantsika-Nationalpark und detektierten Mikrofilarien in Blutausstrichen beider Arten. Die ITS1-5.8S-ITS2-Sequenzen des adulten Exemplars und der Mikrofilarien der vorliegenden
Arbeit wiesen eine 99,49 bzw. 99,56 %ige paarweise Übereinstimmung mit einer von HOKAN et al. (2017) publizierten Sequenz (GenBank acc. no. KY586137) von Mikrofilarien aus dem Blut eines Wieselmakis (L. edwardsi ) auf. Diese hohe Übereinstimmung spricht dafür, dass alle drei genetisch untersuchten Proben der neu beschriebenen Art L. lemuris zuzuordnen sind. Dies deutet auf eine eher geringe Wirtsspezifität dieses Parasiten hin und zeigt eine Pathogenübertragung über Gattungsgrenzen hinweg. Der Grad der Wirtsspezifität variiert stark zwischen verschiedenen Onchocercidae-Spezies. Der Erreger der Flußblindheit, O. volvulus , ist beispielsweise streng wirtsspezifisch mit dem Menschen assoziiert, während Brugia malayi ein breites Wirtsspektrum aufweist, zu dem auch nichthumane Primaten und Katzenartige gehören. Der zoonotische Charakter dieser Filarienspezies erschwert die Kontrolle humaner Infektionen und Ansätze der Eradikation der durch diesen Parasiten verursachten Elephantiasis
(DISSANAIKE 1979). Der einzige derzeit in Madagaskar bekannte Erreger einer humanen
Filariose ist Wuchereria bancrofti (DE RIBES et al. 2000). Betrachtet man die klare genetische Abgrenzung der in dieser Arbeit untersuchten Filarien von solchen, die bei Menschen oder Haustieren auftreten, erscheint ein infolge anthropogener Belastung erfolgter Übertrag in die Wildtierpopulation aber eher unwahrscheinlich. Ein Übertrag eines haustierassoziierten Parasiten in Wildtierpopulationen wurde kürzlich im Südosten Madagaskars im Ranomafana- Nationalpark vermutet, wo D. immitis -DNA in Blutproben von M. rufus nachgewiesen wurde
Diskussion 33
(ZOHDY et al. 2019). Der alleinige Nachweis der Parasiten-DNA lässt jedoch offen, ob es sich hierbei um eine patente Infektion mit einem reproduktionsfähigen Erreger handelt, oder aber der Mausmaki einen Fehlwirt darstellt, der keine Weiterentwicklung der Dirofilarien ermöglicht. Mikrofilarien wurden in Blutausstrichen der Tiere detektiert, konnten jedoch nicht D. immitis zugeordnet werden. Die Vermessung der Mikrofilarien der vorliegenden Arbeit ergab signifikante Längenunterschiede zwischen verschiedenen Studienmonaten. Allgemein waren die Mikrofilarien im März signifikant kürzer als in allen anderen Monaten und im Juli, September und Oktober signifikant länger als im März, April und Mai. Dies könnte auf das Vorliegen verschiedener Morphotypen oder Spezies hinweisen. Ähnliche Ergebnisse wurden in den zwei bisherigen detaillierten Studien zu Filarieninfektionen bei Lemuren publiziert (HOKAN et al.
2017, SPRINGER et al. 2015). Allerdings konnte in einem erstellten Histogramm der in dieser Arbeit gemessenen Mikrofilarienlängen keine klare Abgrenzung verschiedener Längencluster festgestellt werden (Abb. 5), was durch eine hohe inter- und/oder intraspezifische Varietät zu erklären wäre. Diese beobachtete hohe Varianz und deren Verteilungsdichte war auch innerhalb einzelner Blutproben zu beobachten. Bezüglich der Längenmessung ist anzumerken, dass sich B. malayi -Mikrofilarien in unfixierten Blutausstrichen ab dem dritten Tag merklich zusammenzogen (SIVANANDAM u. YAP 1965). In der zweiten Feldperiode dieser Arbeit wurde aus unbekannten Ursachen eine nur unzureichende Fixierung der Blutausstriche durch das vor Ort verfügbare Methanol erreicht. Eine mangelhafte Fixation der im Feld erstellten Präparate könnte dementsprechend einen artifiziellen Längenunterschied erzeugt haben.
Abbildung 5: Relative Häufigkeitsverteilung der gemessenen Mikrofilarienlängen
Diskussion 34
Aus einer mikrofilarämischen Blutprobe eines M. murinus , die im August 2015 entnommen wurde, konnte eine ITS1-5.8S-ITS2-Sequenz generiert werden. Von zwei weiteren Blutproben aus März bzw. April 2016, in denen signifikant kürzere Mikrofilarien im Blutausstrich sichtbar waren, konnte die entsprechende DNA-Sequenz jedoch nicht erfolgreich amplifiziert werden, so dass unklar bleibt, ob die Längenunterschiede auf einer intraspezifischen Variation oder der Präsenz zweier Arten basieren. Die erfolglose DNA-Amplifikation könnte durch ein nur geringes Probenvolumen und/oder die nur niedrige Mikrofilarämie der Proben begründet sein. Ein weiterer Grund könnte eine mögliche Degeneration der Proben während der Lagerung und des Transports in der feuchtheißen Regenzeit sein.
Potenzielle Vektoren für Lemurfilaria lemuris Filarien benötigen einen geeigneten Vektor als Zwischenwirt, in dem sich die Mikrofilarien zu infektiösen L3 Larven entwickeln können, um ihren Lebenszyklus aufrecht zu erhalten. Arthropoden mit bekannter Vektorfunktion sind beispielsweise hämatophage, fliegende Insekten der Ordnung Diptera (z.B. Culicidae für Dirofilaria spp., Wuchereria spp. und Brugia spp., oder Simuliidae und Ceratopogonidae für Onchocerca spp.), hämatophage, flügellose Insekten (z.B. Flöhe und Läuse für Acanthocheilonema spp.) oder Acari (z.B. Milben für Litomosoides spp.) (OTRANTO et al. 2013, PAILY et al. 2009, WILLIAMS 1948). Bei den Untersuchungen zum Ektoparasitenbefall wurde eine signifikant höhere Zeckenprävalenz bei M. murinus im Vergleich zu M. ravelobensis festgestellt. Die Tatsache, dass M. murinus ebenfalls eine höhere Prävalenz im Mikrofilarienbefall aufwies, könnte daher zu der Annahme führen, dass Zecken mögliche Vektoren für L. lemuris darstellen. Allerdings sind Zecken eher ungewöhnliche Vektoren für Filarienspezies. Diesbezüglich wurde eine experimentelle Übertragung von Acanthocheilonema (früher: Dipetalonema ) dracunculoides durch die braune
Hundezecke Rhipicephalus sanguineus nachgewiesen (OLMEDA -GARCÍA et al. 1993), was diese Zeckenspezies als den bisher einzigen bekannten kompetenten Vektor für Filarien auszeichnet.
BRIANTI et al. (2012) konnten zudem in R. sanguineus , die an einen Hund mit natürlicher Cercopithifilaria sp.-Infektion angesetzt wurden, L3 dieser Filarien nachweisen, weshalb die braune Hundezecke als ein potenzieller Vektor für Cercopithifilaria sp. diskutiert wurde. Abschließende Übertragungsexperimente zur Verifikation dieser Annahme stehen jedoch noch aus. Vergleicht man die in der vorliegenden Arbeit generierte COI-Sequenz mit dem Datensatz einer umfangreichen phylogenetischen Untersuchung von LEFOULON et al. (2015), so wäre L. lemuris dem Stamm ONC5 zuzuordnen, einer Gruppe von Onchocercidae, die sich aus mehreren
Diskussion 35
Gattungen (Wuchereria , Brugia , Loa , Pelecitus , Foleyella , Breinlia , Cariofilaria , Aproctella , Rumenfilaria , Madathamugadia und Mansonella ) zusammensetzt. Während kompetente Vektoren für die humanpathogenen Filarienspezies in dieser Gruppe identifiziert wurden, wie beispielsweise Bremsen der Arten Chrysops dimidiata und Chrysops silacea als Vektoren für
Loa loa (KELLY -HOPPE et al. 2017) oder Stechmücken der Gattungen Culex und Anopheles für
W. bancrofti (BOCKARIE et al. 2009), sind die Vektoren und damit die Übertragungswege vieler tierassoziierter Arten bisher unbekannt. Basierend auf dem derzeitigen Wissensstand zum Vektorenspektrum verschiedener Onchocercidae-Gattungen wäre eine fliegende Insektenspezies als Vektor für L. lemuris anzunehmen. Diese Annahme ist jedoch hypothetisch und bedarf weiterführender Untersuchungen. Viele der im Blut zirkulierenden Mikrofilarienarten zeigen eine zirkadiane Rhythmik, die synchron zum Aktivitätsmuster des Vektors verläuft (PAILY et al. 2009). Daher wurde in der vorliegenden Arbeit der Zeitpunkt der Probennahme in die Auswertung aufgenommen. Allerdings war keine signifikante Variation in der Mikrofilariendichte über den Tagesverlauf erkennbar. Ähnliche Ergebnisse wurden bereits bei anderen Filarienspezies wie Litomosoides carinii und Dipetalonema vitae dokumentiert (REDDY et al. 1984). Die gefangenen Mausmakis wurden in der vorliegenden Arbeit überwiegend in den Morgenstunden untersucht und beprobt. Entsprechend wurden die meisten Blutproben zwischen 9:00 und 12:00 Uhr gewonnen. Die Aktivitätsphase potenzieller Moskito-Vektoren wie Culex , Anopheles oder Mansonia spp., die als Überträger der humanen Filariose in Madagaskar bekannt sind (TANTELY et al. 2016), fällt jedoch in die Morgen-, Abend-, und Nachtstunden. Zudem wurde das Blut durch Punktion der Vena saphena gewonnen. Es handelt sich somit nicht um Kapillarblut aus Endstrombahnabschnitten des Gefäßsystems. Eine höhere Abundanz von Mikrofilarien in der Peripherie begünstigt die Aufnahme durch hämatophage Vektoren und das zirkadiane Tagesprofil zeichnet sich entsprechend durch eine Anreicherung der Mikrofilarien in den kleinen Hautgefäßen zur Zeit der Vektoraktivität aus (BARROZO et al. 2004). Ein systematischeres Probenentnahmeprotokoll mit einer Blutentnahme zu unterschiedlichen Zeitpunkten, die auch die Dämmerungs- und Nachtstunden inkludieren, und gegebenenfalls auch die Blutentnahme aus der kapillären Peripherie würden eine bessere Einschätzung möglicher zirkadianer Rhythmen erlauben.
Geschlechtsunterschiede im Infektionsmuster mit Mikrofilarien Ein möglicher Einfluss des Geschlechts des Wirtes auf parasitäre Infektionen wird kontrovers diskutiert (ROBERTS et al. 2004). Ein geschlechtsspezifischer Unterschied mit einer höheren
Diskussion 36
Prävalenz und/oder Infektionsintensität bei männlichen als weiblichen Individuen wurde im
Kontext verschiedener Filarieninfektionen dokumentiert (KLEIN 2004). Diesen Unterschieden können geschlechtsspezifische Unterschiede in der Pathogenexposition (RENZ 1987) oder immunsuppresive Eigenschaften des Testosterons und eine damit verbundene höhere
Empfänglichkeit männlicher Wirte für parasitäre Infektionen (MERKEL et al. 2007, NAKANISHI et al. 1989) zugrunde liegen. In der vorliegenden Arbeit wurde jedoch kein Einfluss des Geschlechts auf die Mikrofilarienprävalenz oder -intensität festgestellt. Eine unterschiedliche Exposition zu hämatophagen Vektoren erscheint unwahrscheinlich, da sowohl männliche als auch weibliche Individuen beider untersuchten Mausmakiarten nachts solitär auf Nahrungssuche gehen und kein sexueller Dimorphismus vorliegt. In den Trockenwäldern West- Madagaskars wurde jedoch ein geschlechtsspezifischer Unterschied im Aktivitätsmuster von M. murinus dokumentiert, wobei weibliche Individuen ausgedehnte Winterschlafphasen zeigten, während die Inaktivitätsphasen männlicher Individuen signifikant kürzer waren und auch seltener auftraten (SCHMID 1999), woraus eine stärkere Vektorexposition resultieren könnte. Im Ankarafantsika-Nationalpark zeigten aber sowohl männliche als auch weibliche M. murinus und M. ravelobensis einen saisonalen, täglichen Torpor in Anpassung an geringe
Temperaturen und ein eingeschränktes Angebot an Nahrungsressourcen (RANDRIANAMBININA et al. 2003, THORÉN et al. 2011). Eine unterschiedliche Pathogenexposition infolge geschlechtsspezifischer Verhaltensweisen ist folglich in diesem Studiengebiet eher unwahrscheinlich. Des Weiteren zeigen Mausmakis eine saisonale Reproduktion und Männchen entsprechend hohe jährliche Schwankungen im Plasmatestosteronspiegel, die synchron zu saisonalen
Veränderungen in Hodenvolumen und Reproduktionsaktivität verlaufen (PETTER -ROUSSEAUX u. PICON 1981). Eine reduzierte Immunabwehr gegenüber parasitären Infektionen aufgrund erhöhter Androgenwerte läge somit nur während der Paarungszeit vor. Filarien persistieren in ihrem Endwirt jedoch über lange Zeiträume, weshalb eine geschlechtsspezifische temporäre Prädisposition möglicherweise keinen signifikanten Einfluss auf die Mikrofilarienprävalenz und -intensität hat. Das Sozialsystem von M. murinus wird zudem durch weibliche Dominanz geprägt (RADESPIEL u. ZIMMERMANN 2001). Bei M. rufus , einer Schwesterart im Osten Madagaskars, die vergleichbare Sozialstrukturen ausweist, konnten keine Unterschiede im fäkalen Testosteronspiegel zwischen weiblichen und männlichen Tieren gefunden werden
(ZOHDY et al. 2014). Ein immunsuppressiver Androgeneinfluss wäre entsprechend bei beiden Geschlechtern gleichermaßen gegeben bzw. zu vernachlässigen. Die Aussagekraft fäkaler
Testosteronwerte wird kontrovers diskutiert (GOYMANN 2012). Eine Korrelation zwischen im
Diskussion 37
Blutplasma und Kot gemessenen Androgenspiegeln konnte bisher nicht nachgewiesen werden
(HIRSCHENHAUSER et al. 2000, NINNES et al. 2010), in einigen Studien wurden jedoch signifikante Unterschiede in fäkalen Testosteronkonzentrationen zwischen weiblichen und männlichen Individuen dokumentiert (WIESE 2014, MOEHLE et al. 2002). Microcebus ravelobensis zeigt hingegen keine weibliche Dominanz (EICHMUELLER et al. 2013, RINA
EVASOA et al. 2019). Die Fallzahlen in der vorliegenden Arbeit waren allerdings mit insgesamt nur sechs mikrofilarämischen M. ravelobensis (5 ♀♀ , 1 ♂) zu gering für eine differenziertere Analyse möglicher Geschlechtsunterschiede. Auch liegen keine Daten zu Hormonspiegeln beider Geschlechter der in dieser Arbeit untersuchten Mausmakiarten vor.
Filarieninfektion und individuelle Fitness Die Körpermasse der Studientiere wurde als Indikator für einen möglichen Zusammenhang zwischen Filarieninfektion und individueller Fitness in die Analysen einbezogen, allerdings wurde ein signifikant höheres Infektionsrisiko für Tiere mit einer höheren Körpermasse festgestellt. Dem könnte ein Alterseffekt zugrunde liegen. Die Präpatenz, also die Zeitdauer von der Übertragung der infektiösen L3 bis zum adulten, sich reproduzierenden Wurm und dem damit verbundenen Auftreten der ersten Mikrofilarien im Blut kann sich über mehrere Monate erstrecken. Entsprechend könnten Mikrofilarien im Blut juveniler Tiere nicht nachweisbar gewesen sein, auch wenn diese bereits infiziert wurden. Ein entsprechendes Muster kann aus den gewonnenen Langzeitdaten fallenaffiner Individuen abgeleitet werden. Bei zwei M. murinus , die beim ersten Fang als Subadulte mit geringer Körpermasse identifiziert wurden und in der Folge wiederholt gefangen und beprobt werden konnten, waren Mikrofilarien erst mit Erreichen der Geschlechtsreife, was auf ein Mindestalter von 6 Monaten hindeutet, und einer entsprechend höheren Körpermasse nachweisbar. Es ist somit wahrscheinlich, dass der beobachtete Einfluss der Körpermasse auf die Mikrofilarienprävalenz das Zusammenspiel von Lebenszyklus des Parasiten und Alterskomposition der Studienpopulationen abbildet. Eine Untersuchung der demographischen Zusammensetzung der M. murinus - und M. ravelobensis - Populationen im Ankarafantsika-Nationalpark zeigte, dass der Mindestanteil an Jungtieren zu Beginn der Trockenzeit im Schnitt ca. ein Viertel beträgt und in Jahren mit vorteilhaften klimatischen Bedingungen auf über 40 % der Tiere steigen kann (MESTER 2006). Da Jungtiere allerdings innerhalb des ersten Lebensjahres die Größe eines adulten Tieres erreichen [in menschlicher Obhut sogar bereits mit 3 Monaten (PERRET 1992)], ist mitunter schon in den frühen Monaten der Trockenzeit eine klare Einteilung in Adulte und Juvenile nicht mehr möglich. Es ist daher anzunehmen, dass der tatsächliche Anteil juveniler und subadulter
Diskussion 38
Individuen, bei denen gegebenenfalls eine patente Filarieninfektion noch nicht nachweisbar war, noch höher ist. Im Vergleich zu den sympatrischen größeren Lemurenarten L. edwardsi und A. occidentalis zeigte sich bei den untersuchten Mausmakiarten eine deutlich geringere Gesamtprävalenz von Mikrofilarieninfektionen. Auch dieser Unterschied wird möglicherweise zu Teilen von der Populationsstruktur geprägt. Insbesondere die signifikant höhere Filarienprävalenz bei A. occidentalis könnte dadurch begründet sein, dass eine Distanzimmobilisation nötig ist, um diese Lemuren zu beproben und entsprechend nur adulte Individuen in der Untersuchung eingeschlossen wurden. Bei vier Individuen, die in der vorliegenden Arbeit als mikrofilarämisch identifiziert worden waren, konnten in nachfolgenden Proben keine Mikrofilarien mehr nachgewiesen werden. Zwei weitere Individuen wurden zudem intermittierend positiv befundet, zwischen mikrofilarämischen Proben ergaben sich im Zeitverlauf also auch negative Befunde. Diese unerwarteten Veränderungen im Infektionsstatus könnten durch eine geringe Befallsintensität bedingt gewesen sein, da eine Parasitämie von weniger als 0,33 Mikrofilarien/µl unentdeckt bleiben kann. Auch ist ein immunkompetenter Wirt in der Lage, zirkulierende Mikrofilarien zu eliminieren (MAIZELS u. LAWRENCE 1991, MCCALL et al. 2008). In einer Studie zum
Hämoparasitenbefall bei Larvensifakas (SPRINGER et al. 2015) wurde die mikroskopische Untersuchung von Giemsa-gefärbten, dünnen Blutausstrichen mit molekularen Nachweismethoden kombiniert. Bei 11 % der Proben war das PCR-Ergebnis positiv, obwohl keine Mikrofilarien im Blutausstrich nachgewiesen werden konnten, bei 16 % waren Mikrofilarien präsent, ein PCR-basierter Nachweis jedoch nicht möglich. Entsprechend scheint keine der beiden Methoden 100 % sensitiv zu sein. Auch ermöglicht die Untersuchung des peripheren Blutes nur den Nachweis einer patenten Filarieninfektion. Dementsprechend ist davon auszugehen, dass die tatsächliche Prävalenz bei den untersuchten M. murinus- und M. ravelobensis -Populationen höher war als durch die Ergebnisse dieser Arbeit gezeigt. Die Körpermasse der Studientiere wurde, wie bereits im Abschnitt zu den Ektoparasiten gezeigt, durch die Tierart und den Monat beeinflusst. Ein Einfluss einer Filarieninfektion sowie der Infektionsintensität auf die Körpermasse konnte jedoch nicht festgestellt werden. Dies könnte auf eine geringe Pathogenität der detektierten Filarienart hinweisen. Die klinische Manifestation von Filarieninfektionen variiert stark in Abhängigkeit von der Filarienspezies und dem damit verbundenen Gewebetropismus der adulten Parasiten. Adulte Würmer der Spezies Onchocerca flexuosa oder D. repens siedeln beispielsweise im subkutanen Gewebe von Hirschen bzw. Hunden, während adulte Setaria digitata in der Abdominalhöhle von
Rindern zu finden sind (GENCHI u. KRAMER 2017, HIDALGO et al. 2015, MOHANTY et al. 2000).
Diskussion 39
Die genannten Arten besitzen nur eine geringe Pathogenität und persistieren im Endwirt über lange Zeiträume, ohne klinische Symptome auszulösen. Ähnliche Infektionsverläufe wurden für humane Filarien der Gattung Mansonella beschrieben (TA-TANG et al. 2018). Andere Spezies wiederum induzieren einen chronisch-progredienten Krankheitsverlauf. So kann die Akkumulation adulter Herzwürmer der Spezies D. immitis über lange Zeit inapparent bleiben, bis sich schließlich klinische Symptome manifestieren, die fatale Auswirkungen auf den carnivoren Wirt haben können (SIMÓN et al. 2012). Die augenscheinlich geringe Morbidität der Mausmakis in der vorliegenden Studie könnte im Zusammenhang mit der Ansiedelung adulter L. lemuris in der Peritonealhöhle stehen. Bei dem verstorbenen M. murinus -Exemplar waren in der Sektion keine Anzeichen einer Peritonitis, wie sie bei Rentieren im Zuge einer Setaria tundra -Infektion feststellbar waren (LAAKSONEN et al. 2009), erkennbar. Auch war bei den untersuchten Mausmakis generell keine vermehrte Bauchdeckenspannung während des Handlings festzustellen, eine Ausnahme bildeten hier lediglich trächtige Weibchen. Des Weiteren laktierten vier weibliche, mikrofilarämische Mausmakis (2 M. murinus , 2 M. ravelobensis ), was auf eine erfolgreiche Reproduktion schließen lässt, und bei einem mikrofilarämischen M. murinus konnte palpatorisch eine Trächtigkeit festgestellt werden. Auch bei dem verstorbenen Individuum, aus dessen Bauchhöhle der adulte Nematode gewonnen werden konnte, war bis zwei Wochen zuvor ein angebildetes Gesäuge und Laktation dokumentiert worden. Augenscheinliche Todesursache schien hier zudem das Kopftrauma und nicht die Filarieninfektion zu sein. Diese anekdotische Evidenz stützt die Annahme einer geringen Pathogenität von L. lemuris und entsprechend nur geringen Auswirkungen einer Infektion auf die individuelle Fitness. Allerdings sind umfassendere zukünftige Untersuchungen notwendig, um das augenscheinlich geringe pathogene Potenzial von L. lemuris zu verifizieren.
Artunterschiede im Infektionsmuster Das Risiko einer Filarieninfektion sowie die Befallsintensität unterschied sich signifikant zwischen den beiden untersuchten Wirtsarten, wobei eine höhere Prävalenz und Mikrofilarämie bei M. murinus im Vergleich zu M. ravelobensis festgestellt wurde. Häufigkeit und Intensität durch Vektoren übertragener Infektionskrankheiten werden zum einen durch den Wirt-Vektor- Kontakt, der die Exposition zu dem entsprechenden Pathogen bestimmt, und zum anderen durch die Immunantwort des Wirtes nach der Übertragung des Parasiten geprägt. Die Prävalenz von Filarieninfektionen wird möglicherweise durch die Schlafplatzökologie des Wirtes beeinflusst, da ein stärker abgeschirmter Schlafplatz einen gewissen Schutz vor fliegenden hämatophagen
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Vektoren bieten kann und somit das Expositionsrisiko reduziert (HOKAN et al. 2017). Eine Metaanalyse zum Einfluss von Gruppengröße, Körpermasse und Schlafplatzverhalten auf die Prävalenz von Plasmodieninfektionen bei Neuweltaffen weist ebenfalls auf einen protektiven
Effekt geschlossener Schlafplätze hin (NUNN u. HEYMANN 2005). Als vorrangiges Verhaltensmerkmal des Wirtes, das einer Infektion mit vektorübertragenen Hämoparasiten entgegenwirkt, wurde dabei eine reduzierte Gruppengröße identifiziert. Entsprechend wurde in der vorliegenden Arbeit ein höheres Infektionsrisiko für M. ravelobensis erwartet, welche die Tage in Gruppen schlafend in der offeneren Vegetation verbringt, während M. murinus vorwiegend solitär in Baumhöhlen schläft. Die erhaltenen Ergebnisse konnten diese Hypothese jedoch nicht bestätigen. Gruppenschlafende M. ravelobensis zeigten eine geringere Mikrofilarienprävalenz, was einem Verdünnungseffekt, der bisher jedoch vorwiegend bei
Huftieren nachgewiesen wurde, entsprechen würde (MOORING u. HART 1992). Die limitierten Daten zu Gruppenkonstellation und Sozialkontakten in dieser Arbeit erlauben jedoch keine statistisch fundierte Untersuchung eines solchen Effektes. Konträr zu den Untersuchungen von
HOKAN et al. (2017) war die Lemurenart mit den weniger geschützten Schlafplätzen in der vorliegenden Arbeit signifikant seltener mikrofilarämisch. Diese gegensätzlichen Ergebnisse lassen vermuten, dass das Risiko einer Filarieninfektion bei nachtaktiven Lemuren nicht oder nur unwesentlich mit der Schlafplatzökologie des Wirtstieres zusammenhängt. Im Studiengebiet des Ankarafantsika-Nationalparks wurde eine Überschneidung bei den von M. murinus und L. edwardsi genutzten Baumhöhlen beobachtet. Das regelmäßige Aufsuchen desselben Schlafplatzes durch unterschiedliche Wirtspezies trägt möglicherweise zu einer erhöhten Vektor- und dadurch Pathogenexposition bei und begünstigt die Übertragung über Spezies- und Gattungsgrenzen hinweg. Moskitoarten der Gattungen Culex , Anopheles und Mansonia , die als kompetente Vektoren für L. lemuris denkbar wären, sind in der Morgen- und Abenddämmerung sowie nachts aktiv, einer Zeit, zu der Individuen beider Mausmakiarten solitär auf Nahrungssuche sind. Die räumliche Nähe zu den Schlafplätzen in den Dämmerungsstunden fällt mit dem Gipfel der Moskitoaktivität zusammen und kann möglicherweise zu einem erhöhten Moskitokontakt bei beiden Arten führen. Im nächtlichen Aktivitätsmuster weiblicher M. murinus wurden im Rahmen einer anderen Studie jedoch saisonale Schwankungen in Form einer reduzierten Lokomotion und verlängerter Ruhephasen in der frühen Trockenzeit beobachtet, die bei weiblichen M. ravelobensis nicht auftraten (THORÉN et al. 2011). Solche Verhaltensunterschiede während der nächtlichen Aktivitätsperiode können potenziell zu einer ungleichen Vektorexposition führen, weil ruhende Tiere fliegenden Insektenvektoren potenziell
Diskussion 41 stärker ausgesetzt sind und geringere Abwehrbewegungen zeigen als aktive Tiere. Möglicherweise kann dies zu Unterschieden in der Mikrofilarienprävalenz der beiden Mausmakiarten beitragen. Entsprechend dem möglichen Einfluss temporär erhöhter Testosteronlevel bei männlichen Individuen ist jedoch auch hier fraglich, ob ein zeitlich begrenzter Unterschied im Pathogenkontakt sich bei einer Filarieninfektion, die über lange Zeiträume persistiert, in der Prävalenz abzeichnen würde. Die Stechaktivität anderer potenzieller fliegender Insektenvektoren wie beispielsweise Arten aus der Familie der
Kriebelmücken (Simuliidae) weist eine große Variabilität auf (BARROZO et al. 2004) und wurde in Madagaskar bisher noch nicht untersucht. Weiterführende Studien sind nötig, um den Vektor von L. lemuris zu identifizieren. Nachfolgende Untersuchungen zur Vektoraktivität und detaillierte Analysen individueller Aktivitätsmuster der Wirtstiere sowie der Gruppengröße und Sozialgefüge könnten dann diese Verhaltensparameter oder einen möglichen Verdünnungseffekt testen. Eine alternative Erklärung der speziesspezifischen Unterschiede in der Mikrofilarienprävalenz und -intensität bietet die Betrachtung wirtsinterner Faktoren. Wie zuvor erwähnt handelt es sich bei der Filariose um eine chronische Infektion, bei welcher der Parasit in einem immunkompetenten Wirt über lange Zeiträume persistiert. Humane Filarieninfektionen, von denen schätzungsweise über 100 Millionen Menschen in tropischen Regionen betroffen sind und die zu folgenschweren Erkrankungen führen können, gehören zu den sogenannten vernachlässigten Krankheiten ( neglected tropical diseases ) (MELROSE 2002). Um die noch immer wenig verstandenen Pathogenitätsmechanismen von Filarien zu untersuchen, wurde ein Modell mit dem Erreger Litomosoides sigmodontis und dem Wirt „Maus“ etabliert. Dabei zeigten verschiedene Mausstämme deutliche Unterschiede in der Empfänglichkeit für injizierte L3 von L. sigmodontis, was für einen starken Einfluss des genetischen Hintergrunds des
Wirtstieres bei der Filarieninfektion spricht (PETIT et al. 1992). Des Weiteren zeigten
HOFFMANN et al. (2012), dass eine frühe und schnelle Elimination von Mikrofilarien aus der peripheren Zirkulation durch Signalkaskaden des angeborenen Immunsystems vermittelt wurde, während die späte oder verzögerte Elimination von Mikrofilarien durch MHC-bedingte Faktoren bestimmt war. So konnten injizierte Mikrofilarien in MHC-Klasse II-knock-out Mäusen über mehrere Monate persistieren, während sie in einer entsprechenden Kontrollgruppe nach 10 Tagen nicht mehr nachweisbar waren. Eine Lymphozyten-vermittelte, adaptive Immunantwort kann zudem eine patente Infektion, das heißt die Entwicklung übertragener L3 zu adulten Würmern mit nachfolgender Produktion von Mikrofilarien, in semi-empfänglichen
Mäusen verhindern (LAYLAND et al. 2015). Unterschiede in der genetischen Komposition und
Diskussion 42 der MHC-Diversität können auch bei den beiden in dieser Studie untersuchten Mausmakiarten einen Einfluss auf die Empfänglichkeit gegenüber Filarienspezies gehabt haben. Neuere Studien haben die Phylogeographie von Microcebus spp. untersucht. Die Analyse mitochondrialer D-Loop-Sequenzen zeigte Signale einer verhältnismäßig späten räumlichen Ausbreitung von M. murinus aus den ursprünglichen Verbreitungsgebieten im Süden in den Nordwesten Madagaskars, die vermutlich in zwei Wellen im späten Pleistozän und frühen
Holozän stattfand und mit einem starken Gründereffekt einherging (SCHNEIDER et al. 2010). Im Gegensatz dazu entwickelte sich M. ravelobensis in der Region im Nordwesten Madagaskars, die auch den Ankarafantsika-Nationalpark einschließt, über einen längeren Zeitraum (OLIVIERI et al. 2007, WILMÉ et al. 2006). Eine längere Zeit der Ko-Evolution von Wirt und Parasit haben möglicherweise zu einer höheren Immunkompetenz von M. ravelobensis gegenüber den im Studiengebiet anzutreffenden Filarienspezies geführt. Unterschiede in der MHC-Konstitution, die durch demographische oder pathogen-bedingte Faktoren entstanden sein können, wurden bereits bei M. murinus und sympatrischen Arten ( Microcebus griseorufus und Microcebus berthae ) in West- und Südwest-Madagaskar beschrieben (PECHOUSKOVA et al. 2015, SOMMER et al. 2014). Auch wurde bei M. murinus ein Zusammenhang zwischen bestimmten MHC- Allelen und einer erhöhten Resistenz gegenüber intestinalen Nematoden postuliert
(SCHWENSOW et al. 2010). Weitere Untersuchungen sind nötig, um Unterschiede im genetischen Hintergrund sowie MHC-Diversität und potenziell resultierende Korrelationen bezüglich des Risikos einer Filarieninfektion in den beiden untersuchten Mausmakiarten zu beleuchten.
Fazit Die vorliegende Arbeit betrachtete Ektoparasiten und im Blut zirkulierende Parasitenstadien von zwei nahe verwandten, sympatrischen Lemurenarten unter Berücksichtigung saisonaler und wirtsabhängiger Einflüsse auf das Infektionsmuster. Die Ergebnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen jahreszeitlichen klimatischen Variationen und der Prävalenz von Ektoparasiten hin, die bei der Interpretation künftiger Studien zu ektoparasitären Befallsraten berücksichtigt werden müssen. Zudem ist die Prävalenz von Läusen und Milben durch die Schlafplatzökologie und den Grad an Sozialkontakten des Wirtes geprägt, was zu speziesspezifischen Unterschieden im Infestationsrisiko führt. Im Gegensatz dazu wird die Prävalenz und Infektionsintensität der Filarien vermutlich durch wirtsinterne Faktoren beeinflusst, da sie als langzeit-persistierende Endoparasiten verstärkt dem Immunsystem des Wirtes und weniger intensiv externen Faktoren ausgesetzt sind. Die beobachtete Heterogenität
Diskussion 43 im Infektionsmuster steht möglicherweise im Zusammenhang mit evolutionären und immunologischen Unterschieden der beiden Wirtsarten. Die Kombination morphologischer und genetischer Untersuchungsmethoden unterschied sowohl bei den Ektoparasiten als auch bei den detektierten Filarien die in dieser Arbeit untersuchten Exemplare von bisher beschriebenen Arten und erweitert somit den Kenntnisstand über die madagassische Biodiversität und Parasitengemeinschaften der kleinsten Primaten. Die in dieser Arbeit erhobenen Daten geben keinen Hinweis auf einen Übertrag humaner oder haustierassoziierter Pathogene in die untersuchten Wildtierpopulationen. Die untersuchten Populationen leben allerdings in einem geschützten Nationalpark, sodass die Auswirkungen anthropogener Aktivität hier möglicherweise noch nicht zum Tragen kommen. Ein intensivierter Kontakt von Mensch und endemischer Fauna infolge demografischer Veränderungen und der Ausweitung anthropogen genutzter Gebiete bietet jedoch eine Schnittstelle für den Pathogenaustausch. Insbesondere Parasiten, die eine geringe Wirtsspezifität zeigen, können eine Rolle bei der Erregerübertragung im Kontext vektorübertragener Erkrankungen spielen. In der vorliegenden Arbeit trifft dies potenziell auf Haemaphysalis sp. microcebi zu, die einerseits einen direkten Übertrag als Parasit darstellen und andererseits bei der Blutmahlzeit an unterschiedlichen Wirten möglicherweise eine Vektorfunktion übernehmen könnten. Eine interspezifische Übertragung von L. lemuris innerhalb der endemischen Lemurenfauna konnte durch genetische Daten in dieser Arbeit belegt werden. Wie weit das Wirtsspektrum dieser neu beschriebenen Filarienart innerhalb der endemischen Lemurenfauna oder gar über diese hinaus reicht, bleibt in zukünftigen Studien zu eruieren. Die Körpermasse der Studientiere wurde maßgeblich durch die saisonal wechselnde Abundanz hochwertiger Nahrungsressourcen, nicht aber durch den Befall mit Ekto- oder im Blut zirkulierenden Parasiten beeinflusst. Umfassendere Analysen, in denen noch weitere Pathogene, wie beispielsweise intestinale Parasiten berücksichtigt werden, sind notwendig, um ein umfassenderes Bild über einen möglichen Zusammenhang von Parasitenbefall und Wirtsfitness zu erhalten. Die noch ausstehende Untersuchung gesammelter Kotproben auf gastrointestinale Parasiten wird das Bild der Parasitengemeinschaften von M. murinus und M. ravelobensis noch komplementieren.
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Abkürzungsverzeichnis 75
Abkürzungsverzeichnis acc. no. accession number bp Basenpaare ca. ungefähr (lat.: circa )
COI Cytochrome c Oxidase Untereinheit I
DNA Desoxyribonukleinsäure (engl.: deoxyribonucleic acid ) g Gramm gen. Gattung (lat.: genus )
HIV-1 humanes Immundefizienz-Virus Typ 1
ITS internal transcribed spacer
IUCN Internationale Union zur Bewahrung der Natur (engl.: International Union for Conservation of Nature )
L3 infektiöse dritte Larve
MHC Haupthistokompatibilitätskomplex (engl.: Major Histocompatibility Complex )
PCR Polymerase-Kettenreaktion (engl.: polymerase chain reaction ) rDNA ribosomale Desoxyribonukleinsäure (engl.: ribosomal deoxyribonucleic acid ) rRNA ribosomale Ribonukleinsäure (engl.: ribosomal ribonucleic acid )
SIV simianes Immundefizienz-Virus sog. sogenannt sp. Spezies (lat.: species ) spp. Spezies (Plural) (lat.: species ) z.B. zum Beispiel
µl Mikroliter
µm Mikrometer
Danksagung
An erster Stelle möchte ich mich ganz herzlich bei Frau Prof. Dr. Zimmermann bedanken für die Möglichkeit, dieses spannende Thema zu bearbeiten, für großartige Erfahrungen im Feld und für Ihre kontinuierliche und unermüdliche Unterstützung bis zum Ende. Ich wünschte, Sie hätten das Ergebnis der Arbeit noch lesen können und gesehen, dass Ihr Einsatz in den letzten fünf Jahre nicht ganz vergebens war. ;) Vielen Dank für Alles!
Ebenso möchte ich Frau Prof. Dr. Strube, PhD für die Betreuung meiner Doktorarbeit aus parasitologischer Sicht meinen Dank aussprechen. Vielen Dank, dass Ihre Tür immer für mich offenstand. Sie haben es mir zudem ermöglicht, aktiv an zahlreichen nationalen und internationalen Konferenzen teilzunehmen, auf denen ich nicht nur gelernt habe, meine wissenschaftliche Arbeit zu präsentieren, sondern auch viele interessante Leute getroffen und unvergessliche Erfahrungen gesammelt habe.
In diesem Zusammenhang möchte ich mich auch bei meinen Mitdoktoranden, den Postdocs und Angestellten sowohl in der Parasitologie als auch in der Zoologie bedanken. Ihr habt meine Zeit hier unglaublich bereichert, ich habe tolle Freunde gefunden, und die unzähligen fachlichen (und manchmal auch nicht ganz so fachlichen) Diskussionen haben definitiv meinen Horizont erweitert!
Ulla und Sabine, ihr habt es geschafft, mich im Labor von einem mäßig talentierten, pipettierenden Primaten in einen kleinen Wissenschaftler zu verwandeln. Vielen Dank, dass ihr mir immer mit Rat und Tat zur Seite standet! Und Sönke, vielen Dank für dein Bemühen, mein technisches Verständnis zu erweitern, und deine Hilfe, wenn die Geräte einfach nicht machen wollten, was sie sollten. Wer weiß, wofür meine Erfahrungen mit Lötkolben und Schrumpfschlauch (eine wirklich großartige Erfindung) noch gut sein werden.
Ein ganz besonderer Dank gilt auch Frau Prof. Dr. Ute Radespiel, die meinen Einstieg in die verwirrende Welt der Statistik begleitet, die Ergebnisse mit mir diskutiert und viele konstruktive Denkanstöße zu meiner Arbeit gegeben hat. Und irgendwie hast du es auch in chaotischen Zeiten immer noch geschafft, meine Manuskripte zu lesen. Vielen Dank, dass du dir die Zeit dafür freigeschaufelt hast. Unvergessen bleiben für mich auch 4 Wochen „Dream- Team“ in Kenia und Madagaskar … ;)
Frank Schaarschmidt möchte ich ganz herzlich für seine Hilfe bei der Statistik danken. Felddaten sind häufig nicht sehr dankbar in der Auswertung und ohne seinen Input wäre meine
Beziehung zu „R“ wahrscheinlich sehr früh in die Brüche gegangen. Und Andrea Springer, vielen Dank für deine Unterstützung bei meinen ersten Schreibversuchen und für das unermüdliche Korrekturlesen meiner Manuskripte.
Dem Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD), der Gesellschaft für Primatologie (GfP) und der Primate Conseravtion Inc (PCI) möchte ich ganz herzlich für die finanzielle Unterstützung der Feldarbeit danken. Ein besonderer Dank gilt hier auch unseren madagassischen Kooperationspartnern Solofonirina Rasoloharijaona, Blanchard Randrianambinina und Romule Rakotondravony, die uns immer wieder durch den Dschungel der madagassischen Bürokratie geholfen haben, um die benötigten Genehmigungen für die Feldarbeit und den Probenexport zu erhalten, und bei kleineren und größeren Problemen vor Ort zur Stelle waren. Den madagassischen Institutionen, Behörden und Verantwortlichen danke ich für die Genehmigung der Forschungsarbeiten im Ankarafantsika Nationalpark. Dem Durrell Wildlife Preservation Trust und Dr. Hiroki Sato sei für die Klimadaten gedankt, die sie mir zur Verfügung gestellt haben.
Für tatkräftige Unterstützung während der Feldarbeit möchte ich Djacoba Herrimann Tehindrazanarivelo, Eva Helene Kleine, Mona Zimmermann, Lotte Caecilia Striewe und Paul Tsiverizado danken. Paul war zudem nicht nur ein super Feldassistent und „Mausmakiflüsterer“, sondern auch ein hervorragender Madagassisch-Lehrer. Misaotra betsaka, Paul, vita niasa. :) Sato, Tojo, Malcolm, Alida, Rina und allen anderen temporären Campbewohnern möchte ich für die tolle Zeit in Madagaskar danken. Dank eurer Gesellschaft, dem ein oder anderen abendlichen Bierchen, Market Days, Movie Nights und kleinen Ausflügen wurden auch viele Monate im Feld nie lang.
Ein Riesen-Dankeschön geht auch an meine Familie und Freunde, die immer für mich da sind, und emotionale und auch häufiger mal kulinarische Unterstützung geleistet haben. Danke, dass ihr mich auch in motzigen Phasen ertragen habt. Ihr seid die Besten!
Mein letzter Dank geht an die Mausmakis, kleine Mini-Monster, die mich auch über 5 Jahre immer wieder erheitern konnten. :)