Parasitengemeinschaften kleiner madagassischer Lemuren(Microcebus murinus und Microcebus ravelobensis) unterBerücksichtigung des Einflusses von Schlafplatz,Geschlecht und Jahreszeit

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-

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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

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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,

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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 Zimmermann², Ute Radespiel², Frank Schaarschmidt³, Andrea Springer¹, Christina Strube¹ (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 Strube², Ute Radespiel¹, Andrea Springer², Elke Zimmermann¹ (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.

Abbildung 1: M. murinus in einer Baumhöhle (A), M. ravelobensis in einem Nest (B), weiblicher M. murinus mit Jungtieren (C)

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