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Domestikations- und Säugetierforschung Der jüngste Nachweis einer Säugetier-Domestikation: die Mongolische Rennmaus Mongolische Wüstenrennmäuse (Meriones unguiculatus), umgangssprachlich als Gerbils bezeichnet, werden seit 1935 als Versuchstier weltweit in Laboratorien genutzt. Ihr zentrales Verbreitungsgebiet sind die Steppen- und Wüstengebiete der Mongolei. Gerbils siedeln gerne in der Nähe menschlicher Behausungen und können durch das Hamstern großer Getreidevorräte die Landwirtschaft schädigen. Neuroanatomische und physiologische Untersuchungen am Hörsystem von Gerbils führten mich vor 10 Jahren zu der Hypothese, dass die Laborlinie dieser Tierart dem Einfluß der Domestikation unterworfen ist, die durch gezielte Zucht (in > 100 Generationen) und genetische Verarmung (u. a. 1954 durch einen "genetischen Flaschenhals" von 9 Tiere) relativ rasch eingetreten sein könnte. Zur Überprüfung der Hypothese führten wir 1995 eine wissenschaftliche Expedition in die Mongolei, wo wir morphologische Untersuchungen an Meriones unguiculatus durchführten. Mit 72 wild gefangenen Tieren, die wir lebend nach Deutschland einführten, wurde eine neue Auszuchtlinie (sogenannter "Göttinger Wildgerbil", Stamm Ugoe:MU95) gegründet, um die innerartlichen Unterschiede zwischen Wild- und Laborgerbil mit einem breiten Methodenspektrum aus Morphometrie, (Neuro)anatomie, Physiologie, Genetik, Verhaltenskunde, Entwicklungs- und Reproduktionsbiologie in Göttingen bzw. an kooperierenden Instituten zu untersuchen. Dabei wurde u.a. nachgewiesen und publiziert, daß domestizierte Gerbils im allometrischen Vergleich zur Wildform ein um 17 - 18 % kleineres Gehirn, kleinere Kreislauforgane und eine stark reduzierte genetische Variabilität besitzen. Ihr Verhaltensrepertoire ist eingeschränkt. Männchen zeigen einen stark erhöhten Testosteron-Spiegel, Weibchen werfen eine größere Anzahl von Jungtieren. Morphometrie und Zucht eines neuen Modelltieres für die Säugetierdomestikation Unerlässlich für die experimentelle Domestikationsforschung ist ein definiertes Tiermodell mit eindeutiger zoogeographischer Herkunft, Kenntnis der Ursprungspopulation und der genetischen Variabilität in der entnommenen Teilpopulation sowie eine akribisch geführte Datenbank, in welcher neben den Reproduktionsdaten die äußeren Körpermaße, Messstrecken am Schädel und Organgewichte der einzelnen Tiere festgehalten werden. Der von uns etablierte Wildstamm "Ugoe:MU95" der Mongolischen Wüstenrennrennmaus erfüllt diese Spezifikation. Unsere Datenbank (FileMakerPro) enthält z. Zt. 3850 Datensätze über Nachkommen aus 5 Folgegenerationen der 1995 gefangenen Wildpopulation. Neben der Angabe äußerer Körpermaße und Organgewichte (komplettes Sektionsprotokoll siehe Sektionskurs) liegen bei mehr als 2400 Tiere Daten über der postnatale Entwicklung vor (Gewichtsverlauf, Tag der Augenöffnung, etc.). Für craniometrische Untersuchungen stehen, unter Nutzung der teilweise dem Senckenberg-Museum übereigneten Belege, mehr als 600 Schädel zur Verfügung. Andere Universitäten und Forschungsinstitute (München, Frankfurt, Magdeburg) haben in den letzten 2 Jahren begonnen, den "Göttinger Wildgerbil" als Labortier zu übernehmen. Untersuchungen an Wirbeltieren im natürlichen Habitat Im Projekt SEMI-DESERT MAMMOLOGY wurde im Sommer 2002 eine gemeinsame Untersuchung der Universitäten Göttingen und Ulaanbaatar (Mongolei), des Leibniz Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Berlin) und des Leibniz Institut für Neurobiologie (Magdeburg) zur Biodiversität, Häufigkeit, Reproduktion und zum physiologischen Zustand von Kleinsäugern im Halbwüstengürtel der Mongolei durchgeführt. Begleitend wurden Daten über Vegetation, Nutzung durch den Menschen und Wildtiere erhoben. Die Freilandarbeit fand zwischen dem 14. Juli und 25. August 2002 mit einem Team von insgesamt 16 Personen statt An insgesamt 11 Stationen in der Halbwüste bzw. Wüste und 2 Stationen in der Steppe konnten 321 Tiere untersucht werden, darunter 252 Wirbeltiere. Die gefangenen Säugetiere gehörten insgesamt 17 Arten an. Sektionen zur Feststellung von Organgewichten wurden an 151 Säugetieren durchgeführt. An etwa 340 Positionen wurden Nutztierherden u.ä. registriert. Die Biodiversität und Abundanz der im Sommer 2002 in der Halbwüste vorgefundenen Kleinsäugerfauna war außerordentlich gering. Der Grund hierfür sind wahrscheinlich zwei extrem harte und trockene Winter (2001 und 2002), welche auch die Nutztierbestände der mongolischen Nomaden stark reduzierten. Häufigste Kleinsäugergattung war Meriones (Rennmaus), verbreitet waren auch Phodopus (Zwerghamster), Allactaga (Springmaus) und Microtus (Steppenwühlmaus). Tote Nutztiere wurden zahlreich vorgefunden. Die physiologischen Untersuchungen ergaben typische Anpassungen verschiedener Organe (Herz, Leber) an die trockenen Halbwüstengebiete, an welche die Mittagsrennmaus (M. meridianus) am besten angepasst scheint. Häufig wurde Meriones in der Nähe menschlicher Ansiedlungen gefunden. Die Reproduktionsdaten lassen vermuten, dass vor allem der Frühsommer (z.B. Juni 1995) entscheidend für einen möglich Massenvermehrung von Rennmäusen ist. Mittagsrennmäuse (M. meridianus) scheinen ein stärkeres Potential zu starker Vermehrung in kurzer Zeit zu haben als Mongolische Rennmäuse (M. unguiculatus). Quantitative Futterwahlversuche ergaben, dass Rennmäuse einheimische Getreidearten (Hirse, Reis) bevorzugen, aber auch Weizen und tote Insekten fressen. Insgesamt befand sich der Bestand von Wildtieren und Nutztiere der Halbwüstenregion im Sommer 2002 in einem zyklisch bedingten Minimum. Wie sich die Regeneration der Bestände im Verlauf der nächsten Jahre ändert, und in welchen Reproduktionszyklen die erneute Massenausbreitung häufiger Kleinsäugerarten stattfindet, sollte in einem mongolisch-deutschen Folgeprojekt ab 2005 untersucht werden. Experimentelle Domestikationsforschung ist fachübergreifend Seit den ersten Hinweisen auf morphologisch Veränderungen des "Laborgerbils" gegenüber seinen wildlebenden Artgenossen, die wir mit unserer ersten Mongolei-Expedition 1995 bestätigen konnten, wächst das Spektrum der Methoden, mit welchem der Domestikationsvorgang experimentell untersucht wird, und damit die Zahl der fachübergreifenden Kooperation mit Universitäten und Forschungsinstituten. Das Kernstück der Zusammenarbeit ist - neben der Morphologie - die von uns entwickelte Zuchtlinie, deren Zucht durch Untersuchung von DNA-Mikrosatelliten eine definierte genetische Variabilität besitzt. Eine Zusammenarbeit zur "Rennmaus" besteht mit folgenden Kollegen: Dr. Blottner Leibniz Institut für Zoo- und Wildtierforschung, Berlin. Dr. Blottner untersucht die Einflüsse der Domestikation auf die Spermatogenese (siehe gemeinsame Publikation 2000). Zur Zeit arbeiten wir an einem Doppelmanuskript über die saisonalen Einflüsse auf den Testosterongehalt und rasche Veränderungen bei Wildgerbils, die erst wenige Generationen im Labor gehalten werden. Dr. Storch Senckenberg Museum, Frankfurt. Von Dr. Storch erhielten wir vor und nach beiden Expeditionen Unterstützung und taxonomische Hilfestellung. Ca. 400 Nachkommen von Wildgerbils aus unserer Zucht wurden in die Sammlung des Senckenberg Museums genommen und 2001-2003 an uns ausgeliehen, um in meiner Forschungsgruppe eine morphometrische Arbeit an Altersmerkmalen des Schädels anfertigen lassen zu können. Dr. Frey Leibniz Institut für Zoo- und Wildtierforschung, Berlin. Der auf die Halsregion spezialisierte Anatom war einer meiner Mitarbeiter während der 2002er Expedition, auf welcher wir Gazellen zur späten Sektion im IZW kollektierten. Zur Zeit arbeiten wir an einern ähnlichen anatomischen Darstellung der Kehlkopfstrukturen beim wilden und domestizierten Rennmäusen. Dr. Kluge RWTH Aachen. Der bekannte Versuchtierkundler berät uns bei der sachgemäßen Verpaarung der Wildfänge und erstellt für die verschiedenen Generationen ein Auszuchtschema, welches die größtmögliche genetische Vielfalt beim Göttinger Wildgerbil erhält. Dr. Neumann Martin-Luther-Universität Halle. In einer gemeinsamen Publikation über die genetische Variabilität von domestizierten und wild gefangenen Rennmäuse mit Hilfe von DNA-Mikrosatelliten konnte erstmals die ausgesprochene geringe genetische Variabilität des domestizierten Rennmäuse-Stammes nachgewiesen werden. Dr. Fickel Leibniz Institut für Zoo- und Wildtierforschung, Berlin. In Fortsetzung der Arbeit von Dr. Neumann untersucht Dr. Fickel im IZW die genetischen Proben der Rennmäuse, die von uns 2002 entlang eines 1300 km langen Transekts gefangen wurden, auf ihre lokale und zoogeoraphische Variabilität. Ein genetischer Vergleich zwischen Mongolischen Rennmäusen und Mittagsrennmäusen soll uns helfen, einige auf der Expedition 2002 neu beschriebene morphologische Differenzen zwischen den beiden Arten zu interpretieren. Dr. Gleich Universität Regensburg. Dr. Gleich hat als erster - neben unserer eigenen Gruppe und einem Doktoranden bei Prof. Kruska - quantitative Veränderungen im Hirn der domestizierten Wüstenrennmaus beschrieben. Dr. Wetzel Leibniz Institut für Neurobiologie, Magdeburg. Zusammen mit dem Verhaltenspharmakolgen Dr. Wetzel habe ich nach der Expedition 1995 die auditorische Lernleistung wild gefangener Gerbils und ihrer Nachkommen im Shuttle-Box-Training mit der Lernleistung von domestizierten Gerbils verglichen. Gravierden Unterschiede fanden sich auch im Neugierverhalten im Open Field. Dr. Ohl Leibniz Institut für Neurobiologie, Magdeburg. Der Systemphysiologe Ohl besitzt eine exzellente Expertise in der Interpretation corticaler Aktivierungsmuster aus Markierungen mit Fluoro-2-Desoxyglucose. Dabei wird aus 3-D-Rekonstruktionen der Hirnaktivität von wilden und domestizierten Gerbils der genauere Ort und vor allem die Funktion der (immer wieder bei domestizierten Säugetieren beschriebenen) "domestikationsbedingten" Reduktion corticaler Areale ermittelt. Prof. Kössl Johann-Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt, hat im vergangenen Jahre eine kleine Zucht des Göttinger Wildgerbils für Hör- und Lernversuche übernommen. Prof. Grothe LMU München, hat 2004 ebenfalls einen Bestand der Göttiner Wildgerbil-Zucht erhalten. In seiner Arbeitsgruppe hatten häufige epilepsieänliche Anfälle unter den domestizierten Tieren für erhebliche experimentelle Ausfälle gesorgt. Prof. Grothe wird bei unserer 3. Mongoleiexpedition 2005 als neuer Kooperationspartner eintreten. Prof. Samjaa Staatsuniversität von Ulaanbaatar. Prof. Samjaa ist unser wichtigster Kooperationspartner in der Mongolei und vertritt an der dortigen Universität die Wirbeltiere in Forschung und Lehre. Prof. Samjaa hat unsere säugetierkundlichen Expeditionen 1995 und 2002 logistisch und inhaltlich unterstützt, z.B. durch Voruntersuchungen zum Vorkommen bestimmter Säugetierarten. Beide Expeditionen wurden von zwei Doktoranden aus seiner Arbeitsgruppe unterstützt, die er mir während der Feldarbeit zur Verfügung stellte. Zoologischer Garten Berlin Dipl.-Biol. Heiner Klöß stellte uns im Nagetierbereich des Zoologischen Gartens Berlin über mehrer Jahre ein Freigehege zur Verfügung, in welchem wir ein naturnahes Verhalten von Nachkommen der in freier Wildbahn gefangenen Rennmäuse beobachten konnten. Prof. Steinlechner Tierärztlich Hochschule Hannover. In seiner Arbeitsgruppe wurde eine Diplomarbeit über intraspezifische Differenzen in der circardianenn Rhythmik und der Thermoregulation von wilden und domestizierten Rennmäusen angefertigt. Dr. Hutterer Museum Alexander König, Bonn. Das Museum erhält alle während der Expedition Semi-Desert Mammology 2002 kollektierten Kleinsäuger. Dipl.-Biol. Schilling Naturkundemuseum Hannover. Das Museum erhält alle während der Expedition Semi-Desert Mammology 2002 kollektierten Reptilien und Amphibien. Dr. Surjo Anatomie der Universität Köln, untersucht Rennmäuse als wichtige Ergänzung zu Knock-Out-Mäusen, deren Phänotypsierung seine Gruppe untersucht. Für die Freilanduntersuchung 2002 konzipierte er eine neue Art der automatischen Aktivitätsmessung kleiner Wirbeltiere unter erschwerten klimatischen Bedingungen. Erste Daten hierzu finden sich im BfN-Bericht.