Wie beeinflusst umweltstress migrationsstrategien?

Antragsteller: Valeria Marasco 1 Co-Antragsteller: Leonida Fusani 1, 2 1 Veterinärmedizinische Universität Wien, Österreich 2 Universität Wien, Österreich Vögel haben bemerkenswerte phänotypische Flexibilität entwickelt, um sich den Anforderungen der Migration anzupassen. In Vorbereitung auf den Zug zeigen Vögel sowohl physiologische als auch Verhaltensveränderungen, die zur erhöhten Nahrungsaufnahme und zum Anlegen von Fettreserven führen. Sobald sie genügend Energiereserven aufgebaut haben, stellen manche Vogelarten ihren Rhythmus so um, dass sie nachts maximale Aktivität aufweisen bei Vögeln in Gefangenschaft auch nächtliche Zugunruhe genannt. Bislang sind die internen Mechanismen, die solch eine phänotypische Anpassung auslösen, weitgehend unbekannt. Studien haben gezeigt, dass bei jungen Vögeln ernährungsbedingter Stress beeinflussen kann, wieviel und wie schnell diese Vögel vor dem Zug an Gewicht zunehmen, was wiederum Auswirkungen auf die Überlebensfähigkeit während der Migration hat. Glukokortikoid-Stresshormonesind Schlüsselmediatoren für Reaktionen auf Stressoren, wie Nahrungsknappheit oder raue Wetterbedingungen. Sie sindaußerdembekannteRegulatoren der Energiemobilisierung, die Appetit und lokomotorische Aktivität beeinflussen. Wir werden untersuchen, ob die Belastung durch Umweltstress in Form unvorhersehbarer Nahrungsknappheit während unterschiedlicher prä- migratorischer Lebensphasen die Geschwindigkeit der Fettzunahme und das Auftreten von nächtlicher Zugunruhe beeinflusst. Unsere Untersuchungsart ist eine seit kurzem in Gefangenschaft gehaltene Population von Europäischen Wachteln (Coturnix coturnix). Wir werden Langzeit-Experimente durchführen, um bei jedem Individuum wiederholt die zirkulierenden Spiegel von appetit- und stressregulierenden Hormonen (Ghrelin und Kortikosteron) zu messen. Darüber hinaus werden wir die Expression von appetitanregenden und -zügelnden Genen im Gehirn quantifizieren, um zu bestimmen, ob neuroendokrine und endokrine Faktoren, die den Energiestoffwechsel regulieren, irgendwelche Auswirkungen des Umweltstresses auf das aufgezeichnete Migrationsverhalten vermitteln. Schließlich werden wir experimentelle Manipulationen durchführen, um zu testen, ob die mit dem Umweltstress verbundenen Auswirkungen von Glukokortikoiden herbeigeführt werden. Das Projekt hat mehrere innovative Aspekte: (1) Wir werden Experimente unter kontrollierten Laborbedingungen durchführen, ohne Vögel aus der Wildnis entnehmen zu müssen; (2) Wir werden alle Vögel individuell von ihrem frühen Lebensstadium an beobachten, um die Dynamik der Entwicklung und die Expression des Migrationsphänotyps zu untersuchen und (3) wir werden multidisziplinäre Ansätze verwenden, um molekulare, physiologische und verhaltensbiologische Variablen bei jeweils denselben Individuen zu studieren. So können wir die Anzahl der erforderlichen Tiere reduzieren. Die Erforschung der Mechanismen, die hinter der bemerkenswerten phänotypischen Flexibilität einer zu den Hühnervögeln (Galliformes) zählenden Zugvogelart stehen, wird Erkenntnisse liefern, die direkt in die Geflügelwissenschaft und in die biomedizinischen Forschungsbereiche mit Schwerpunkt Ernährung übertragen werden können.