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    Auswirkungen von Stress auf die Fitness von Vögeln

    Wie wirkt sich ein moderater, aber anhaltender Stress auf Vögel, ihre Fortpflanzung und ihr Wachstum aus?

    Ziele

    Vögel müssen oft auf unvorhersehbare Ereignisse (z.B. Störungen) reagieren. Das Vermögen, auf Stresssituationen zu reagieren, bestimmt somit weitgehend, ob und wie sich ein Vogel in einer variablen, teilweise unvorhersehbaren Umwelt behauptet. Im Hinblick auf Naturschutzanliegen ist es von Interesse, die Faktoren zu kennen, die zu Stress führen, den Stress zu messen und schliesslich die Auswirkungen der physiologischen Stressantwort auf die Fitness abzuschätzen. Dieser letzte Punkt wurde bis anhin kaum untersucht.

    Unser Projekt untersucht, welche Auswirkungen eine gemässigte Stressantwort, wie sie in der Natur unter nicht-optimalen Bedingungen oft vorkommt, bei freilebenden Turmfalken und Schleiereulen auf die Fortpflanzung und auf die Entwicklung der Jungen haben kann.

    Vorgehen

    Ob ein Vogel durch eine Störung gestresst wird oder nicht, kann man am Stresshormon Corticosteron feststellen. Corticosteron steigt bei Stress im Blut an. In unserer Studie werden freilebenden Turmfalken (Doktorarbeit Claudia Mueller) und Schleiereulen (Doktorarbeit Bettina Almasi) während der Brutzeit in ihrer natürlichen Umgebung untersucht. Um den Einfluss von gemässigtem Stress auf die Investition in die Brut (Anzahl Eier, Schlupfrate, Bruterfolg) sowie auf das Brutverhalten der Eltern (Fütterungsrate, Wachstum der Nestlinge) zu untersuchen, wird einer Gruppe adulter Turmfalken Corticosteron zugegeben. Eine zweite Gruppe dient zur Kontrolle. Um den Einfluss von mässig erhöhtem Corticosteron auf die postnatale Entwicklung zu untersuchen, wird einer Gruppe Nestlingen im Alter von 10 Tagen ebenfalls Corticosteron zugegeben. Mehrere Wachstumsparameter, Indikatoren des Immunsystems, das Verhalten im Nest (Betteln, Aggression zwischen Geschwistern) und nach dem Ausfliegen sowie ihre Überlebensrate werden gemessen und protokolliert.

    Ergebnisse

    Es zeigte sich, dass eine moderate Erhöhung der Stresshormonkonzentration das Wachstum vorübergehend bremst, dass die Jungen danach aber teilweise den Wachstumsrückstand wieder aufholten. Die moderate Erhöhung der Stresshormone verlängerte die Nestlingszeit. Während des Wachstums nimmt die Fähigkeit von Turmfalkennestlingen, auf Stress zu reagieren, mit dem Alter und der Körperverfassung zu. Nestlinge mit grossen Reserven, unabhängig von der Schlupfreihenfolge, reagieren stärker auf Stress als solche mit wenigen Reserven. Offenbar passen die Nestlinge die Stressantwort den Erfordernissen an, um die unerwünschten, beeinträchtigenden Effekte des Corticosterons auf den Phänotyp zu vermeiden. Weiter wurde an Turmfalkennestlingen gezeigt, dass der Quotient aus heterophilen Antikörpern und Lymphozyten auf Stress reagiert, aber auf andere Stressoren als Corticosteron, und somit ein wichtiges, zusätzliches Mass darstellt, um Stress zu erkennen (Müller et al.2009, 2010, 2011).

    Stress kann sich also bei Nestlingen beider Arten nachteilig auf die Entwicklung auswirken. Ob der Stress einen Einfluss auf das Erlernen der Jagd und ob eventuell die Sterblichkeit zwischen Ausfliegen und Selbständigkeit erhöht ist, wurde aufgrund der Daten zahlreicher telemetrierter Nestlinge ausgewertet. Die Masterarbeit von Kim Stier belegte zudem, dass erhöhte Stresshormonkonzentrationen Teile des Immunsystems dämpfen (Stier et al. 2009, Roulin et al. 2011).

    Bei Schleiereulennestlingen konnte zudem gezeigt werden, dass die Fähigkeit, auf Stress zu reagieren, vererbbar und an die Eumelanin-Färbung (schwarze Punkte) der Nestlinge gekoppelt ist. Individuen mit grossen schwarzen Punkten setzen bei Stress weniger Corticosteron frei und bauen dieses auch wieder schneller ab als kleingepunktete Individuen. Auch waren die Auswirkungen von erhöhten Stresshormonen auf das Wachstum bei Jungtieren mit grossen schwarzen Punkten geringer als bei kleingepunkteten. Eumelanin könnte somit die Fähigkeit, mit Stressfaktoren umzugehen, signalisieren (Almasi et al. 2009, 2010).

    Die Auswirkung von leicht erhöhten Stresshormonen bei adulten Schleiereulenmännchen zeigte, dass diese Männchen ihre Jungen vorübergehend weniger fütterten als die Kontroll- Männchen. Die verringerte Nahrungszufuhr führte kurzfristig zu reduziertem Wachstum der Jungen und zu einer verstärkten Stresshormonreaktion auf einen akuten Stressor. Zudem konnten auch bei den adulten Schleiereulen je nach Färbung unterschiedliche Reaktionen festgestellt werden. Schleiereulen, deren Gefieder grössere schwarze Punkte aufwiesen, waren weniger stressanfällig und die Fütterungsrate von dunkleren Schleiereulenmännchen war weniger reduziert. Wenn Stresssensibilität in der auf Melanin basierenden schwarzen Färbung signalisiert wird, kann dieses Merkmal durch die sexuelle Selektion ausgewählt werden (Almasi et al. 2008).

    Projektleitung

    Lukas Jenni, Susanne Jenni-Eiermann

    Partner

    Prof Alexandre Roulin, Université de Lausanne

    Donatoren

    Schweizerischer Nationalfonds

    Publikationen

    Jenni-Eiermann, S., B. Almasi, C. Müller, B. Schmid, A. Roulin & L. Jenni (2014):
    Die Modulation der Stressantwort bei Vögeln und ihre Bedeutung für den Naturschutz.
    Müller, C., B. Almasi, A. Roulin , C. W. Breuner , S. Jenni-Eiermann & L. Jenni (2009):
    Effects of corticosterone pellets on baseline and stress-induced corticosterone and corticosteroid-binding-globulin.
    Stier, K. S., B. Almasi, J. Gasparini, R. Piault, A. Roulin & L. Jenni (2009):
    Effects of corticosterone on innate and humoral immune functions and oxidative stress in barn owl nestlings.
    Roulin, A., B. Almasi, A. Rossi-Pedruzzi, A.-L. Ducrest, K. Wakamatsu, J. D. Blount, S. Jenni-Eiermann, & L. Jenni (2008):
    Corticosterone mediates the condition-dependent component of melanin-based coloration.