Vorkommen und Auswirkungen von Leucocytozoon-Infektionen bei einheimischen Greifvögeln unter Berücksichtigung von Simuliiden als Vektoren

Wiegmann, Anja, Katharina, Elisabeth

Dissertation 2025 CC BY 4.0

Published

Vorkommen und Auswirkungen von Leucocytozoon-Infektionen bei einheimischen Greifvögeln unter Berücksichtigung von Simuliiden als Vektoren

German
English

Bekannt als Erreger der Malaria des Menschen stehen Blutparasiten der Gattung Plasmodium schon lange im Fokus der Forschung, wobei diese und verwandte Haemosporidien der Gattungen Haemoproteus und Leucocytozoon auch Vögel befallen. Bei wildlebenden europäischen Greifvögeln sind die durch Simuliiden übertragenen Leucocytozoon-Infektionen besonders weit verbreitet. Neben sehr hohen Prävalenzen dieser Haemosporidiengattung zeigt der Mäusebussard (Buteo buteo) zugleich eine hohe Populationsdichte in Deutschland, was diesen langlebigen Greifvogel für Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet prädisponiert.

Das Ziel dieser Arbeit bestand zum einen darin, die Prävalenz und Befallsintensität von Haemosporidien bei drei einheimischen Greifvogelarten, dem Mäusebussard, dem Habicht (Accipiter gentilis) und dem Rotmilan (Milvus milvus) vergleichend zu untersuchen. Für dieses Vorhaben wurden Blutproben von wildlebenden Nestlingen entnommen. Es folgte eine mikroskopische Auszählung und Bestimmung der Parasiten im Blutausstrich und ein molekulargenetischer Nachweis mittels Polymerase-Kettenreaktion. Die Prävalenz von Leucocytozoon-Infektionen lag bei Mäusebussarden bei 55 % (255/464) im Vergleich zu 22 % (4/18) bei Habichten und 33 % (15/46) bei Rotmilanen. Bei 80 % der untersuchten Mäusebussardnester war mindestens ein Nestling der Brut mit Leucocytozoon spp. infiziert, was für eine effektive Übertragung durch Simuliiden als Vektoren spricht. Es zeigte sich, dass die Infektionswahrscheinlichkeit mit dem Alter bzw. mit der im Nest verbrachten Zeit ansteigt, wohingegen kein Unterschied zwischen den Geschlechtern und den Farbmorphen der Mäusebussarde festgestellt werden konnte. Die Infektionsintensität war bei 51 % der untersuchten Greifvögel hoch, bei 27 % mittelgradig und bei 22 % gering, wofür eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren, wie z.B. das Untersuchungsjahr oder das Bruthabitat, ausschlaggebend zu sein scheint. Weiterhin wurde untersucht, welchen Einfluss der Infektionsstatus auf hämatologische und blutchemische Werte hat. Die Auswertung zeigte keinen Hinweis auf eine akute Pathogenität bei den wildlebenden Nestlingen. Erhöhte Aspart-Aminotransferase- und Gallensäure-Werte können jedoch auf eine bestehende Leucocytozoon-Infektion hindeuten. Zusätzlich wurde bei 299 Mäusebussardnestlingen die Verträglichkeit des humanen Antimalariamittels Malarone® getestet, indem die Blutwerte vor und nach der Behandlung sowie die Körperkondition und Wachstumsrate von behandelten und nicht behandelten Nestlingen verglichen wurden. Dabei ergab sich, dass Malarone® für den klinischen oder experimentellen Einsatz gegen Haemosporidien-Infektionen bei Mäusebussarden geeignet zu sein scheint und keine Abweichungen der gemessenen Blutwerte verursacht. Des Weiteren wurde durch das Anbringen von Flügelmarken mit einem individuellen Identifikationscode im Zuge der Beprobung der Nestlinge die Wiedersichtung in der Folgezeit durch freiwillige Beobachter ermöglicht. Es konnte auf einen langjährigen Datensatz von 2793 Sichtungen zurückgegriffen werden, um einen Einblick in die Auswirkungen der Parasiteninfektion auf das Überleben zu erlangen. Es zeigte sich, dass eine Leucocytozoon-Infektion im Nestlingsalter weder einen Einfluss auf das Überleben der Tiere während des kritischen ersten Jahres, noch später im Leben aufweist. Die individuellen Überlebenschancen der Mäusebussarde hängen viel mehr von der frühen Körperkondition und den Klimaschwankungen im Winter ab. Als weiterer Forschungsansatz erfolgte eine Auswertung der Infektionswahrscheinlichkeit von Mäusebussardbruten in Abhängigkeit vom Bruthabitat und dem Vorkommen von Simuliiden, die direkt an den Nestern gefangen wurden. Die Entfernung zwischen Nest und dem nächsten Fließgewässer wie auch das Gewässervorkommen im Umkreis des Nests wurden bestimmt, zeigten allerdings keine Korrelation mit der Leucocytozoon-Infektionswahrscheinlichkeit der Nestlinge, was möglicherweise auf die hohe Dichte an für die Vektoren geeigneten Gewässern zurückzuführen ist. Die Überlebensdauer der gefangenen Simuliiden unter Laborbedingungen wurde ebenfalls im Rahmen dieser Arbeit bestimmt und lag beim Anbieten einer 5 %-igen ad libitum bei durchschnittlich 6,2 Tagen. Die Überlebensdauer der Simuliiden konnte allerdings nicht mit der Infektionsintensität der Mäusebussarde in dem Nest, an dem die Vektoren gefangen wurden, in Verbindung gebracht werden.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit ein komplexes Zusammenspiel zwischen Greifvögeln als Wirten, ihren Blutparasiten der Gattung Leucocytozoon und Kriebelmücken als deren Vektoren. Neben den gewonnenen Erkenntnissen bildet diese Arbeit eine Grundlage für weitere Forschungen auf dem Gebiet der Diagnostik als auch der Therapie infizierter Vögel.

Known as the causative agent of malaria in humans, blood parasites of the genus Plasmodium have long been the focus of research, whereby these, as well as related haemosporidia of the genera Haemoproteus and Leucocytozoon also infect birds. Leucocytozoon infections transmitted by simuliids are particularly widespread in wild European raptors. In addition to displaying particularly high prevalences of this haemosporidian genus, the common buzzard (Buteo buteo) also shows a high population density in Germany, which predisposes this long-lived raptor for research in this field. The aim of this work was to obtain and compare information on the prevalence and infection intensity of haemosporidia among three native raptor species, the common buzzard, the goshawk (Accipiter gentilis) and the red kite (Milvus milvus). For this project, wild nestlings of the three raptor species were examined and a blood sample was taken. Each blood sample was subjected to microscopic enumeration and determination of parasites in the blood smear as well as molecular investigation by nested polymerase chain reaction (nested PCR). The prevalence of Leucocytozoon spp. amounted to 55% (255/464) in common buzzards compared to 22% (4/18) in goshawks and 33% (15/46) in red kites. In 80% of the common buzzard nests examined, at least one nestling of the brood was infected with Leucocytozoon spp., indicating efficient transmission by simuliids as vectors. The probability of infection increased with age and time spent in the nest, but no difference between the sexes and colormorphs of buzzards was noted. The infection intensities were high in 51%, medium in 27% and low in 22% of the raptors examined, for which a variety of different factors, such as the study year or the breeding habitat, appear to be decisive. Furthermore, the influence of the infection status on blood count and blood chemistry values was investigated. For this purpose, one blood sample per nestling was subjected to determination of haematological and blood chemistry values. The analysis showed no evidence of acute pathogenicity in the wild nestlings. However, elevated aspartate aminotransferase and bile acid values may be indicative of Leucocytozoon infection. In addition, the tolerability of the human antimalarial drug Malarone® was tested in 299 buzzard nestlings by comparing the blood parameters before and after treatment, as well as the body condition and growth rate of treated and non-treated nestlings. The results showed that Malarone® seems to be suitable for clinical or experimental use against haemosporidium infections in buzzards and does not cause any clear deviations in the measured blood values. Furthermore, by attaching wing tags with an individual identification code to the nestlings during sampling, re-sighting in the subsequent period by voluntary observers was made possible. A long-term data set of 2793 resightings could be used to gain insights into the effects of parasite infection on survival. This showed that Leucocytozoon infection at nestling age did not affect the survival of the animals during the critical first year, nor later in life. The individual survival chances of buzzards depend much more on early body condition and climatic variations in winter. As a further approach, the probability of infection of buzzard broods was evaluated in relation to the breeding habitat and the occurrence of simuliids caught directly at the nests. The distance between the nest and the nearest watercourse, as well as the amount of watercourses in the vicinity of the nest were measured, but showed no correlations with the Leucocytozoon infection probability of the nestlings, which may be due to the high density of suitable breeding waters for the vectors. The in vitro survival time of the captured simuliids was also determined as part of this work and averaged 6.2 days when offered of a 5% glucose solution ad libitum. However, the survival time of the simuliids could not be linked to the infection intensity of the buzzards in the nest where the vectors were caught.

In summary, the results of this work show a complex interaction between birds of prey as hosts, their blood parasites of the genus Leucocytozoon and black flies as their vectors. In addition to the gained knowledge, this work provides a basis for further research in diagnostics and treatment of infected birds.