Thermoregulation der Florida Manatis (Trichechus manatus latirostris) - Untersuchung zum Verständnis des Kältestresssyndroms (Cold-Stress Syndrome) im Hinblick auf physiologische Grundlagen, Morphologie und Früherkennung

• Antragstellerin: Dr. Nicola Erdsack
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281693982

Der Florida-Manati (Trichechus manatus latirostris) gehört zu den Seekühen oder Sirenia, einer Gruppe aquatischer Säugetiere, bestehend aus 4 rezenten Arten. Als einzige herbivore Meeressäugetiere sind Seekühe in den Tropen/Subtropen verbreitet und an hohe Wassertemperaturen angepasst. Insbesondere die Florida-Manatis sind höchst empfindlich gegenüber niedrigeren Wassertemperaturen. Eine der Hauptbedrohungen für diese Art ist das sogenannte Cold-Stress Syndrome (CSS), bzw. Kältestresssyndrom, das bei Manatis auftritt, die Wassertemperaturen <20°C ausgesetzt sind. Am häufigsten betroffen sind subadulte Tiere, die bei sinkenden Temperaturen nicht rechtzeitig den Weg zu Warmwasserrefugien (warme Süßwasserquellen im Landesinneren, Warmwasserableitungen von Kraftwerken) finden. CSS-Symptome sind u. a. Immunsuppression, Organversagen, Läsionen an Herz, Haut und anderen Organen, die letztlich zum Tod führen. Dieses Projekt beinhaltet drei Zielsetzungen: (a) Die Identifizierung von Indikatoren zur Früherkennung von Kältestress bei Manatis, vor Auftreten der lebensbedrohlichen CSS-Symptome. (b) Die Identifizierung von physiologischen, morphologischen und Umwelt-Parametern, die Einfluss auf die Anfälligkeit für thermischen Stress bei Manatis haben, basierend auf früh-diagnostizierten Tieren (s. (a)), sowie Tieren mit CSS-Symptomen. (c) Basierend auf (a), (b) und morphologischen Untersuchungen an verstorbenen Tieren, die Etablierung fundierter Hypothesen über die physiologischen Grundlagen und Ursachen des CSS bei Manatis. Dazu teste ich folgende Hypothesen: (1) Beginnender Kältestress kann anhand von Änderungen der Oberflächentemperatur von Körperteilen über der Wasseroberfläche mittels Infrarot-Thermografie (IRT) erkannt werden; insbesondere die geöffneten Nasenöffnungen während des Atmens an der Oberfläche kommen hier infrage. (2) Menge und Zusammensetzung des biogenen Bewuchses (Biofouling) auf der Haut sind Indikatoren für die Anfälligkeit eines Manati für CSS. In diesem Zusammenhang wird auch die Rolle der Hautoberflächenstruktur beim Biofouling untersucht. Mittels IRT und weiterer nicht-invasiver Methoden werden verschiedene Messungen, wie z. B. Haut- und Körperkerntemperatur, Wärmefluss und Dicke der Speckschicht, an an CSS leidenden Tieren durchgeführt sowie vergleichend an gesunden Tieren. Der biogene Bewuchs sowie die Hautoberflächenstruktur werden analysiert. Histologische Untersuchungen von Gewebeproben werden weiteren Aufschluss geben bezüglich der Anfälligkeit für CSS. Dabei werden insbesondere Dicke und Zusammensetzung der Fettschicht, Hautoberflächenstruktur, sowie das Vorhandensein, bzw. Fehlen arteriovenöser Anastomosen (AVAs), die eine wichtige Rolle bei der Regulierung des peripheren Wärmeverlusts spielen, untersucht. Diese Langzeitstudie wird eine Basis für das Verständnis der Thermoregulation von Seekühen schaffen, insbesondere im Hinblick auf thermischen Stress, die auch Anwendung bei anderen Säugetierarten finden wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Dr. John E. Reynolds