Haare als Zeitmesser – Schweifhaare geben Aufschluss über Lebensweise von Pferden

Przewalski Pferde an einer Oase in der Mongolischen Gobi Wüste. Foto: Martina Burnik Šturm

Welchem Zeitraum ein Zentimeter Haar entspricht, ist allerdings schwer zu sagen. Haare wachsen nicht bei jedem Pferd gleich schnell. Dieses Problem haben Forschende der Vetmeduni Vienna nun gelöst. Sie entwickelten eine Methode, mit der einzelne Haarabschnitte Jahreszeiten zugeordnet werden können und somit auch einer Zeitspanne. Die Ergebnisse sind im Journal Rapid Communications in Mass Spectrometry nachzulesen.

Eine gängige Methode, die Lebensweise von Tieren nachzuvollziehen, ist die chemische Analyse ihrer Haare. Dabei werden sogenannte Isotopen analysiert. Das sind unterschiedlich schwere Atome eines chemischen Elements mit gleicher Protonen- aber unterschiedlicher Neutronenzahl.

Die Isotopenverhältnisse von Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff in einer Probe liefern dabei wichtige Erkenntnisse zur Wasseraufnahme, Ernährung und zum Lebensraum der Tiere.

Martina Burnik Šturm und Petra Kaczensky vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Vienna erforschen die Lebensweise von Wildtierpferden und Wildesel in der mongolischen Gobi-Wüste. Was die Tiere fressen, ob sie Wasser trinken oder Schnee aufnehmen und in welchen Regionen sie sich aufhalten, die Antworten auf all diese Fragen sollen in den Haaren zu finden sein.

Wie „lang“ ist ein Zentimeter?

Die Forschenden stießen auf ein nur scheinbar einfach zu lösendes Problem. Welchen Zeitraum untersucht man eigentlich, wenn man einen Zentimeter Haar analysiert? Zu messen, wie schnell ein Haar bei einer Tierart wächst, löste das Problem nicht. Haare wachsen nämlich nicht bei jedem Individuum gleich schnell.

Die Erstautorin Burnik Šturm entwickelte deshalb eine Methode, mit der sie die Zeit in den Haaren eindeutig ablesen kann. Zugute kam ihr dabei der Lebensraum der Wildpferde. In der mongolischen Gobi-Wüste herrschen extreme klimatische Bedingungen.

Die Temperatur schwankt stark zu unterschiedlichen Jahreszeiten und so auch die Zusammensetzung der chemischen Elemente in den Haaren. Die Forscherin verglich die Isotopendaten aus den Haaren mit Satellitendaten aus einer frei zugänglichen Datenbank der NASA (Earth Observing System Data and Information System – EOSDIS) und ordnete so jedem Haar einen Sommer-Winter-Rhythmus zu. Damit konnte Burnik Šturm genau errechnen, welchem Zeitraum ein Zentimeter Haar entspricht.

Die Schweifhaare der Mongolischen Wildesel benötigen für einen Zentimeter Wachstum durchschnittlich 19 Tage. Bei Przewalski Wildpferden dauert es 17 Tage, bei Hauspferden im Schnitt gar nur 13 Tage.

„Wir haben herausgefunden, dass das Haarwachstum bei den unterschiedlichen Pferdearten stark variiert aber auch innerhalb einer Art wachsen Schweifhaare nicht gleich schnell. Durchschnittswerte für verwandte Pferdearten anzunehmen, führt bei der Interpretation der Ergebnisse mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Fehlern“, betont Burnik Šturm.

„Die Isotopenanalyse von Haaren ist eine gängige Methode wenn es um Ernährungswissenschaften und Migrationsforschung bei Tieren geht. Unsere Methode liefert erstmals die Möglichkeit, die Lebensweise der Tiere zeitlich genau nachzuvollziehen. Zuvor waren die Ergebnisse, was den Zeithorizont betrifft, eher geschätzt als korrekt. Ab jetzt steht den Forschenden eine relativ einfache Methode zur Verfügung, ihre Daten richtig zu interpretieren“, meint Burnik Šturm.

Forschung an Wildpferden und Wildeseln in der Mongolei

Die Schweifhaare sollen den Forschenden Aufschluss über die Lebensweise von Przewalski Wildpferd, Wildesel und Hauspferd in der mongolischen Gobi-Wüste liefern. Alle drei Arten teilen sich den Lebensraum in einem streng geschützten Areal mit etwa 9000 Quadratkilometern im Südwesten der Mongolei. Üblicherweise konkurrieren nahe verwandte Arten um Futter. Außerdem sind die Weiden in der Gobi karg. Was es den Tieren ermöglicht, gemeinsam in einer Region zu leben, ist eine der Kernfragen des Forschungsteams.

Wie funktioniert die Haar-Isotopenmessung?

Zur Isotopenmessung werden die Schweifhaare in ein Zentimeter lange Abschnitte zerteilt und einzeln in kleine Gefäße aus Zink oder Silber gelegt. Darin wird das Haar bei einer Temperatur von 1450 Grad Celsius verbrannt. In den entstehenden Gasen werden die Isotope mittels Massenspektrometrie, einer Methode mit der einzelne Atome nach Masse sortiert werden, nachgewiesen.

Isotopenmessungen werden heutzutage in vielen verschiedenen Bereichen angewandt. Beispielsweise kann damit die regionale Herkunft von Tieren, somit auch Lebensmitteln und Naturfasern bestimmt werden. In Haaren findet die Isotopenmessung auch zum Nachweis von Doping oder Umweltkontaminationen Anwendung.

Service:

Der Artikel „A protocol to correct for intra- and interspecific variation in tail hair growth to align isotope signatures of segmentally cut tail hair to a common time line” von Martina Burnik Šturm, Budhan Pukazhenthi, Dolores Reed, Oyunsaikhan Ganbaatar, Stane Sušnik, Agnes Haymerle, Christian C. Voigt und Petra Kaczensky wurde im Fachmagazin Rapid Communications in Mass Spectrometry veröffentlicht. DOI: 10.1002/rcm.7196
http://wiley-blackwell.spi-global.com/authorproofs/journal/RCM/20150401210907/RC…

Über die Veterinärmedizinische Universität Wien

Die Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna) ist eine der führenden veterinärmedizinischen, akademischen Bildungs- und Forschungsstätten Europas. Ihr Hauptaugenmerk gilt den Forschungsbereichen Tiergesundheit, Lebensmittelsicherheit, Tierhaltung und Tierschutz sowie den biomedizinischen Grundlagen. Die Vetmeduni Vienna beschäftigt 1.300 MitarbeiterInnen und bildet zurzeit 2.300 Studierende aus. Der Campus in Wien Floridsdorf verfügt über fünf Universitätskliniken und zahlreiche Forschungseinrichtungen. Zwei Forschungsinstitute am Wiener Wilhelminenberg sowie ein Lehr- und Forschungsgut in Niederösterreich gehören ebenfalls zur Vetmeduni Vienna. Im Jahr 2015 feiert die Vetmeduni Vienna ihr 250-jähriges Bestehen. http://www.vetmeduni.ac.at

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