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Ovarian acitivity and prehibernatory fattening in reproductive and non-reproductive female European ground squirrels (Spermophilus citellus)
Alina Cserich
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Verhaltens-, Neuro- und Kognitionsbiologie
Betreuer*in
Eva Millesi
DOI
10.25365/thesis.79651
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22139.96393.535441-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Als obligate Winterschläfer zehren Europäische Ziesel (Spermophilus citellus) während des sechs- bis siebenmonatigen Winterschlafs ausschließlich von ihren Körperfettreserven, welche sie im Zuge einer mehrwöchigen Auffettungsphase nach dem Ende der Laktation anlegen. Somit verbleiben lediglich fünf bis sechs Monate für essenzielle saisonale Prozesse wie Paarung, Trächtigkeit, Laktation und adäquate Vorbereitung auf den Winterschlaf. Bedingt durch die kurze aktive Saison sind die Tiere strengen zeitlichen Abläufen unterworfen. Weibchen verpaaren sich üblicherweise bereits nach der ersten Winterschlafperiode, oft noch bevor sie das strukturelle Wachstum komplett abgeschlossen haben. Demzufolge ziehen Europäische Ziesel nur einen Wurf pro Saison groß, dessen Größe, Laktationsdauer und Überlebenschancen positiv vom körperlichen Zustand der Mutter und dem Zeitpunkt der Verpaarung abhängen. Innerhalb weniger Tage nach dem Aufwachen kommt es während der dreiwöchigen Paarungszeit im März/April zu einer spontanen Ovulation und steigender Ausschüttung von Progesteron und Östrogenen im Zuge der vierwöchigen Trächtigkeit. Gegen Ende der anschließenden vier- bis sechswöchigen Laktationsphase kam es in früheren Studien erneut zu einem Östruszyklus, welcher jedoch nicht unmittelbar der Fortpflanzung diente, da die Männchen zu dieser Jahreszeit nicht mehr sexuell aktiv sind. Es kommt zu einer spontanen Ovulation und Reifung neuer Gelbkörper, wodurch auch die Progesteron- und Östrogenkonzentrationen ansteigen, zeitgleich mit dem Beginn der Auffettungsphase. Aufgrund bekannter Effekte von Progesteron nimmt man an, dass der zweite Östruszyklus sich positiv auf die Akkumulation von Körperfett vor dem Eintreten in den Winterschlaf auswirkt und es den Weibchen ermöglicht, trotz intensiver mütterlicher Investitionen, in kurzer Zeit ausreichend Fettreserven anzulegen. Weibchen sind in der Regel innerhalb weniger Tage nach Beendigung des Winterschlafes empfängnisbereit, obwohl während des Winterschlafs keine weitere follikuläre Reifung im Ovar stattfindet. Histologische Untersuchungen von Ovarien kurz vor Antritt, während und nach dem Winterschlaf bestätigen die Existenz von fortgeschrittenen follikularen Reifestadien. Um die Zusammenhänge zwischen ovarieller Aktivität, endokriner Sekretion und saisonalen Veränderungen des Körpergewichts näher zu untersuchen wurden für diese Studie zehn weibliche Europäische Ziesel über die gesamte aktive Saison 2021 beobachtet. Die Tiere lebten in zwei naturnahen Außengehegen im Norden Wiens (Österreich) und wurden regelmäßig zugefüttert. Es wurden Vaginalabstriche entnommen, um die ovariellen Veränderungen während der Paarungszeit und der nicht-reproduktiven Phase im Sommer zu dokumentieren. Der Zustand der Zitzen und Vulva diente zusammen mit dem Körpergewicht als Indikator für eine Schwangerschaft und anschließender Laktation. Metaboliten von Progesteron und Cortisol wurden mittels Kotproben erhoben. Obwohl alle Weibchen während der Paarungszeit Zugang zu Männchen hatten, war der Fortpflanzungserfolg gering und nur vier von zehn Weibchen wurden als reproduzierend klassifiziert. In dieser Studie zeigte sich, dass nicht-reproduktive Weibchen größtenteils bereits im Mai einen zweiten Vaginalöstrus inklusive deutlich erhöhter Progesteronwerte hatten, während reproduzierende Weibchen teilweise erst sehr spät im Jahr (Juli/August) eine zweite Phase ovarieller Aktivität aufwiesen, welche jedoch ohne einen Anstieg des Progesterons vonstattenging. Die beiden Östrusphasen unterschieden sich weder in ihrer Dauer noch in der Zellzahl oder Zellkomposition voneinander. Der zweite Östrus trat bei nicht-reproduktiven Tieren bereits im Mai auf, und wurde von einem deutlichen Progesteronanstieg begleitet. Bei reproduktiven Weibchen konnten zu dieser Zeit ebenfalls erhöhte Progesteronwerte beobachtet werden, obwohl kein zweiter vaginaler Östrus festgestellt wurde. Dieser ereignete sich erst Ende Juli/Anfang August kurz vor dem Winterschlaf und es kam zu keinem Anstieg von Progesteron. Wie auch in vorherigen Studien, lag der Progesteron-Peak kurz vor dem Beginn der Auffettungsphase, was für einen Zusammenhang spricht. Verlauf und Ausmaß der Auffettungsphase vor dem Winterschlaf waren in beiden Gruppen ähnlich. Obgleich nicht-reproduktive Weibchen im Allgemeinen schwerer waren und die tägliche Gewichtszunahme signifikant höher war, gab es keinen erkennbaren Unterschied hinsichtlich der Dauer, des Beginns und des Enddatums der Auffettungsphase. Der Cortisolspiegel stieg gegen Ende der Saison sowohl bei nicht-reproduktiven als auch bei reproduktiven Weibchen an. Es liegt die Vermutung nahe, dass erhöhte Progesteron- und Cortisolspiegel das Nahrungssuchverhalten fördern und es den Weibchen erleichtern, vor dem Winterschlaf ausreichend Körperfett anzulegen. Die Ergebnisse zeigen, dass verringerter Brutpflegeaufwand zu einem früheren Beginn der Ovarialaktivität im Sommer und einer verbesserten Körperkondition vor dem Winterschlaf führte, was sich positiv auf die nachfolgende Reproduktionsperiode auswirken könnte.
Abstract
(Englisch)
As obligate hibernators European ground squirrels (Spermophilus citellus) rely exclusively on body fat reserves during hibernation. In previous studies the prehibernatory fattening phase coincided with elevated progesterone and oestradiol levels caused by a second non-reproductive oestrus cycle including an active luteal phase after weaning in summer. The second oestrus cycle and its accompanying endocrine changes have been assumed to positively affect prehibernatory fattening. Histological data revealed advanced follicular maturation shortly before onset of hibernation, thereby enabling females to become receptive and mate within a few days of vernal emergence. To further investigate possible relationships between ovarian activity, endocrine secretion and body mass changes ten females kept in semi-natural enclosures were monitored in the season of 2021. Four females were classified as reproductive and six as non-reproductive by analysing body mass changes together with teat and vulva development. Faecal hormonal metabolites of progesterone and cortisol were measured from collected faeces. Vaginal smears were analysed to compare timing, duration, cell numbers and cell composition of vaginal oestrus during mating in spring and the non-reproductive period. The focus was on comparing spring and summer oestrus phases regarding physiological changes, particularly progesterone secretion patterns. The oestrus phase during the non-breeding period was further related to the timing and duration of prehibernatory fattening. A vaginal oestrus was identified in all observed females during the mating period in spring. The second oestrus was observed earlier in non-reproductive females, probably due to the lack of inhibitory effects on ovarian activity by gestation and lactation. The duration, cell number and cell composition were similar in both oestrus phases. Reproductive females showed a delayed second oestrus without elevated faecal progesterone metabolite concentrations. As shown in previous studies, progesterone levels increased in both groups coincidently with prehibernatory fattening. The main progesterone peak was shifted forward in non-reproductive females. Course and extent of prehibernatory fattening were similar in both groups, but non-reproductive females were generally heavier and gained significantly more g/day during fattening. We found no evident differences in the duration, the onset and end dates of the fattening phase between the females which reproduced successfully and those that did not. Cortisol metabolite concentrations increased after the mating season and again towards the end of the season in both groups. Elevated levels of progesterone and glucocorticoids could increase foraging behaviour, allowing females to accumulate sufficient body fat deposits prior to hibernation. The results demonstrate that a lack of reproductive effort led to a shift in seasonal timing of ovarian activity and enhanced body condition prior to hibernation with possible advantageous effects of the second oestrus in summer on the subsequent reproduction period of the next season.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Spermophilus citellus Europäisches Ziesel Progesteron Winterschlaf Östruszyklus Auffettungsphase Vaginalzytologie
Schlagwörter
(Englisch)
Spermophilus citellus Eureopean ground squirrel progesterone hibernation oestrus cycle body mass fattening phase vaginal cytology
Autor*innen
Alina Cserich
Haupttitel (Englisch)
Ovarian acitivity and prehibernatory fattening in reproductive and non-reproductive female European ground squirrels (Spermophilus citellus)
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
54 ungezählte Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Eva Millesi
Klassifikation
42 Biologie > 42.63 Tierphysiologie
AC Nummer
AC17716148
Utheses ID
78271
Studienkennzahl
UA | 066 | 878 | |