Die Vogelgrippe aus der Sicht von Ökologen Understand article

Übersetzt von Korinna Kochinke. Sind Zugvögel verantwortlich für das Ausbreiten der Vogelgrippe? Sollten wir sie alle töten? Lucienne Niekoop und Froukje Rienks vom Niederländischen Institut für Ökologie argumentieren für eine wissenschaftliche Sichtweise.

Jedes Jahr ziehen Millionen
von Zugvögeln, aber
verbreiten sie tatsächlich die
Vogelgrippe? Millionen von
Lastwagen transportieren
Geflügel um die ganze Welt…

Mit freundlicher Genehmigung
von Jan Visser, NIOO-KNAW

“Tötet alle Zugvögel.” Mit dieser kontroversen Aussage verursachte der russische Politiker Vladimir Zijrinovski im Januar 2006, als der Vogelgrippenvirus sich rasch verbreitete, weltweit Fassungslosigkeit. Die Frage ist allerdings welche Vögel die Schuldigen sind? Bei der Beantwortung dieser Frage kann die ökologische Forschung eine Schlüsselrolle übernehmen.

Ein Überblick

In 2003 begann der Ausbruch der H5N1-Vogelgrippe in Südost-Asien. Bislang haben wir noch nicht vollkommen verstanden, wie der Virus sich ausbreitet, aber um eine Pandemie zu verhindern ist es wichtig, einen multidisziplinären Ansatz zu nehmen. Ökologen des Niederländischen Instituts für Ökologiew1 kooperieren eng mit Virologen am Erasmus Medizinischen Zentrum in Rotterdamw2in den Niederlanden um die Rolle der Zugvögel bei der Verbreitung der Vogelgrippe zu verstehen. 

Tödliche Unterarten

Zunächst einmal zurück zu den Grundlagen der Vogelgrippe. Viren, Proteinhüllen mit kleinen Stücken von RNA oder DNA, gibt es in vielen Formen. Grippe wird von dem Influenzavirus verursacht, von dem es drei Typen gibt: A, B und C, von denen alle Menschen infiziert werden können. Vogelgrippe (aviäre Influenza) wird vom Influenza-Virus des Typs A verursacht, und Vögel sind sein Reservoir.

Es gibt mehrere Unterarten des Grippevirus Typ A. Der sich zur Zeit verbreitende, aggressive Virus hat den Decknamen H5N1, der sich von dem membranständigen Proteinen auf dem Viruspartikel herleitet. H5 steht für das Membranprotein Hämagglutinin Typ 5 (es gibt insgesamt 16 Typen). Der volle Name des Membranproteins N ist Neuraminidase, von dem es neun Varianten gibt. Unterschiedliche Kombinationen von den beiden Membranproteinen H und N bilden die vielen Unterarten des Virus. Unterarten können harmlos sein, in diesem Fall werden sie als gering pathogene aviäre Influenzaviren (low pathogenic avian influenza, LPAI) bezeichnet. Schädliche oder tödliche Unterarten werden als hochpathogene aviäre Influenzaviren (highly pathogenic avian influenza, HPAI) klassifiziert.

Tabelle 1: Nur die blau gekennzeichneten Unterarten des A-Virus kommen in freilebenden Vögeln vor. Die Liste der Unterarten im Geflügel ist noch nicht komplett, aber es ist sehr wahrscheinlich, das auch hier dieselben Unterarten wie in wilden Vögeln vorkommen. Quelle: Dr. Vincent Munster, Erasmus Medizinisches Zentrum, Rotterdam, Niederlande

  H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16
N1                              
N2                                
N3                                
N4                                
N5                                
N6                                
N7                                
N8                                
N9                                

Tabelle 2: Fälle beim Menschen von Influenza Typ A (blau) umfassen bei weitem weniger Unterarten als bei Vögeln vorkommen. Quelle: Dr. Vincent Munster, Erasmus Medizinisches Zentrum, Rotterdam, Niederlande.

H1N1 = 1918 ‘Spanische Grippe’ (>40 Millionen Tote)

H2N2 = 1957 ‘Asiatische Grippe’ (1-4 Millionen Tote)H3N2 = 1968 ‘Hong Kong Grippe’ (1-4 Millionen Tote)

  H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16
N1                                
N2                                
N3                                
N4                                
N5                                
N6                                
N7                                
N8                                

N9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Globaler Ausbruch

Seit 2003 wird in vielen
Gebieten H5N1 in Geflügel
oder wilden Vögeln
nachgewiesen (Stand vom 12.
September 2006)

Mit freundlicher Genehmigung
der
Weltgesundheitsorganisation
(WHO)

Normalerweise überschreiten Grippeviren nicht die Artgrenzen, was bedeutet, dass Individuen unterschiedlicher Arten die Infektion nicht untereinander übertragen können. Dennoch ist es bewiesen, dass das hochpathogene Vogelgrippevirus H5N1 vom Vogel zum Menschen gesprungen ist, wenn dies auch nicht einfach geschieht. Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO)w3. gab es bei dem letzten Ausbruch 256 Fälle beim Menschen, von denen mehr als die Hälfte starben (Stand vom 16.10.2006). Nichtsdestotrotz, erklärt die WHO, ist dies immer noch eine geringe Anzahl, verglichen mit der enormen Anzahl an betroffenen Vögeln.

Es konnte gezeigt werden, dass der H5N1 Virus nur sporadisch und bei sehr engen Kontakt von Mensch zu Mensch übertragen wird. Da das Virus aber sehr schnell mutiert sagen Wissenschaftler weltweit voraus, dass sich der H5N1-Virus mit einem human-spezifischen Influenzavirus vermischen könnte. Der resultierende, hochpathogene Keim könnte dann ungehemmt von Person zu Person verbreitet werden und in einem globalen Ausbruch oder einer Pandemie resultieren. 

Kot

Wahrscheinlich können alle Vogelarten mit Vogelgrippe infiziert werden. Befallene Vögel scheiden hohe Konzentrationen des Virus mit ihrem Kot aus, und der hauptsächliche Ansteckungsweg ist die orale Aufnahme dieser ansteckenden Hinterlassenschaften. Wasservögel wie Enten, Gänse und Schwäne scheinen die am häufigsten infizierten Vogelarten zu sein und bilden ein natürliches Reservoir für alle, vor allem aber die gering pathogenen Grippeviren. Jan van Gils, Ökologe am Niederländischen Institut für Ökologie, erklärt: „Besonders Vögel die auf dem Wasser nach Nahrung suchen sind anfällig. Dies könnte daran liegen, dass sie im kontaminierten Wasser nach Nahrung suchen.“ Sein Kollege Marcel Klaassen fährt fort: „Es gibt vier mögliche Gründe für die höhere Anfälligkeit von Wassergeflügel. Erstens, da viele Zugvögel sind ziehen sie über große Distanzen, so dass die Chance, einen Infektions-Hotspot aufzusuchen, höher ist. Zweitens ziehen sie es vor in feuchten Gegenden zu leben. Außerhalb des Wirtes ist der Virus in der Lage für lange Zeit zu überleben, besonders im Süßwasser bei geringen Temperaturen: Nach einem Monat im Eis ist der Virus noch immer virulent. Des weiteren sind Wasservögel sehr gesellige Tiere, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Virus sich verbreitet.“ Klaassen betont zum Schluss die Rolle ihrer Nahrungsquelle: „Aufgrund ihrer vegetarischen Kost produzieren sie große Mengen an Kot. Denn solch eine Kost hat einen geringen Nährwert, so dass Herbivoren große Mengen an Futter pro Tag zu sich nehmen müssen, wodurch sie große Mengen an Dung produzieren. Gänse, zum Beispiel, koten alle fünf Minuten.“

Zugvögel vergesellschaften
sich außerhalb der
Brutsaison mit anderen,
ebenfalls ziehenden Arten, so
dass diese anfällig für die
Viren werden

Mit freundlicher Genehmigung
von Jan Visser, NIOO-KNAW

Zugvögel werden mit großer Argwohn betrachtet, da H5N1 sich schnell verbreitet. Die Verfügbarkeit ihres Futters schwankt abhängig von der Jahreszeit; nicht nur deswegen ziehen sie über große Distanzen, bis zu 30.000 km pro Jahr, und können dadurch pathogene Mikroorganismen wie Viren verbreiten. Die Wege vieler Zugvögel überkreuzen sich und bilden somit ein Netzwerk aus Migrationsrouten, so dass viele Arten und Populationen aufeinandertreffen. Je nach Intensität des Kontaktes  zwischen den Zugvögeln und wie sie sich gegenseitig infizieren, können sich Viren auf diese Weise letztlich über die gesamte Welt ausbreiten. Deswegen ist der Infektionsweg zu einem großen Teil durch die spezifische Ökologie des Pathogens und seines Wirtes bestimmt.

Kranke Vögel

Ökologische Forschung ermöglicht es uns zu verstehen, wie sich der Vogelgrippenvirus innerhalb einer Vogelpopulation ausbreitet, den Ort der Infektion, die Übertragung und die Auswirkungen, die Influenzaviren auf ihre migrierende Wirte haben. Aus diesem Grund studieren Ökologen am Niederländischen Institut für Ökologie ziehende Wasservögel wie den Zwergschwan. Die Forscher sammeln Kot und nehmen Abstriche von den Kloaken, beobachten das Verhalten der Tiere und studieren ihre Nahrungsaufnahme und die Kost dieser kleinen Schwäne. Kotproben und Abstriche werden zu Virologen am Erasmus Medizinischen Zentrum geschickt, welche diese nach Pathogenen wie Grippeviren untersuchen. So wollen die Forscher eine Bestandsaufnahme machen, welche Wirte welche Subtypen der Influenza in sich tragen.

Die wandernde Spießente,
Anas acuta, ist im Norden
Europas, Asien und
Nordamerika weit verbreitet.
Im Winter fliegt sie nach
Süden bis zum Äquator.
Außerhalb der Brutsaison
bildet diese soziale Ente
gemischte Gruppen mit
anderen Entenarten

Mit freundlicher Genehmigung
von Jan Visser, NIOO-KNAW

Bislang wurden nur LPAI-Viren gefunden. Bis vor kurzem waren Wissenschaftler davon ausgegangen, dass Vögel nicht von Infektionen mit LPAI-Viren krank werden können, sondern dass alleine HPAI-Viren Symptome wie plötzlicher Tod, Ödeme an Kopf und Nacken, Durchfall, Lethargie und Atemwegserkrankungen verursachen. Jedoch haben Ökologen dieses Jahr zwei mit LPAI-Viren (H6N2 und H6N8) infizierte Schwäne gefunden, die mit ihrem Frühjahrszug mehr als einen Monat später begannen. Jan van Gils erklärt: „Als wir die infizierten Vögel fanden ging es ihnen sehr schlecht. Sie aßen weniger und hatten eine schlechte Verdauung, so dass sie weniger Fett gespeichert hatten. Wir sind gespannt darauf, in welchem Zustand diese beiden infizierten Schwäne im Winter zurück kommen und ob sie Nachkommen haben.“ Hoffentlich kann das über LPAIs angesammelte Wissen nützlich sein für die Forschung an HPAI.

Hightech-Halsband

Um die weitere Ausbreitung von Vogelgrippe vorhersagen zu können, muss man die Zugrouten der Zugvögel kennen. Am Niederländischen Institut für Ökologie werden Daten über die Zugrouten von Zugvögeln vom niederländischen Beringungszenter w4 in Kooperation mit anderen europäischen Ländern gesammelt. Eine Vielzahl an Vogelarten werden von Freiwilligen gefangen und beringt. Der leichte Metallring ist der Reisepass des Vogels: wenn jemand einen beringten Vogel findet benachrichtigt er das Beringungszenter. Auf diese Weise können Individuen verfolgt und die Flugrouten verschiedener Spezies erarbeitet werden. Die Flugrouten der Zwergschwäne werden darüber hinaus noch durch das Ausstatten mancher Schwäne mit Global Positioning System (GPS) Halsbändern erfasst, die eine akkuratere Verfolgung ermöglichen. Einige andere Wasservogelarten werden auf ähnliche Weise von anderen Ökologen überwacht (siehe Bild), und die Information über diese Flugruten wird mit den Brutstätten von H5N1-Ausbrüchen verglichen.

Der Kern des Problems

Mit GPS-Halsband
ausgestattete Vögel können
jederzeit verfolgt werden. Die
rosa Punkte markieren den
Weg der Blässgans Harry; die
gelben Punkte die der Gans
Adri. Beispiele für
Satellitenbilder des Live-
Tracking
findet man online

Bislang haben wandernde Wasservögel die größte Aufmerksamkeit als Gesundheitsrisiko erhalten. Sie werden von vielen als hauptsächlicher oder sogar einziger Überträger für den Virus auf Menschen und Geflügel gehalten, aber es fehlt der wissenschaftliche Beweis für diese Annahme. Ökologe Marcel Klaassen sagt, „Über die Rolle der Zugvögel herrscht große Hysterie. Dies könnte daran liegen, dass von dem wahren Problem abgelenkt werden soll: den sehr dicht gedrängt gehaltenen Geflügel, das ein Paradies für Viren darstellen. Und aufgrund des Handels wird Geflügel regelmäßig und weitläufig transportiert. Auf diese Weise kann der Grippevirus sich einfach verbreiten.“ Außerdem haben Wissenschaftler des Erasmus Medizinischen Zentrums herausgefunden, dass normalerweise vorkommende LPAI Infektionen in freilebenden Zugvögeln stabil sind, im Gegensatz zu den schnell mutierenden LPAI Viren, die man in Geflügel findet. Zusammenfassend kann man sagen, dass Zugvögel als Opfer, aber nicht notwendigerweise als Täter in der Verbreitung der Vogelgrippe involviert sind.

Die Forschung muss mehr über die Rolle der Zugvögel und des Geflügels bei der Ausbreitung des Influenza-Virus herausfinden, bevor Leute wie Zhirinovski empfehlen, Zugvögel zu töten. Insbesondere die exakte Verbindung zwischen Wirt und ansteckendem Virus sollte untersucht werden.

 

Box: Öko-Factsheets

Das niederländische Institut für Ökologie bietet zeitgemäße ökologische Information in Öko-Factsheets. Das erste Factsheet erläutert die Ökologie der Vogelgrippe und wendet sich an Schüler der weiterführenden Schulen, die es für Hausaufgaben wie z.B. Referate, Versuche, Protokolle oder als Debattengrundlagen nutzen können. Für Biologielehrer stehen zusätzliche ökologische Informationen zu aktuellen Themen auf den assoziierten Webpages

Die Öko-Factsheets beinhalten:

  • Hintergründe zu aktuellen ökologischen Themen
  • Ergänzende Graphiken und Bilder
  • Online Ratespiele oder andere Herausforderungen
  • Informationen über oder Interviews mit beteiligten Wissenschaftlern
  •  Zukünftige Forschungsfragen
  •  Links, z.B. zu kurzen Filmen etc.

Das Öko-Factsheet The Ecology of Bird Flu ist in englisch und holländisch erhältlich.

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Web References

Review

Im Lauf der letzten drei Jahre hat die Vogelgrippe die Aufmerksamkeit der Menschen mehr erregt als jede andere Krankheit. Zahlreiche Aktualisierungen über ihre Ausbreitung und Opfer wurden routinemäßig in den Nachrichten gebracht, und alarmierten Wissenschaftler, Regierungen und allgemeine Öffentlichkeit.

Der vorliegende Artikel verschafft dem Leser eine kurze, aber nützliche Schilderung der wissenschaftlichen Details der Vogelgrippe und fokussiert dabei auf die Rolle die Zugvögel bei der Verbreitung der Krankheit spielen. The nature and subject of these investigations make them ideal for interdisciplinary studies. For example, biology and geography could be combined to shed more light onto the facts and myths surrounding the correlation between migratory birds and bird flu outbreaks.

Der Informationsgehalt des Artikels ist durchaus dazu geeignet, die Neugier der Schüler zu stillen. Darüber hinaus könnte er Lehrer und Schüler gleichermaßen dazu anregen, kleine Untersuchungen zu planen um weiterführende Informationen über die Rolle der Zugvögel als potentielle Überträger des tödlichen Vogelgrippevirus zu sammeln. In Gruppenarbeit könnten Daten gesammelt werden um herauszufinden, ob Zugvögel wirklich, wie beschuldigt, gute Kandidaten zur Verbreitung der Vogelgrippe sind und dadurch eventuell einen globalen Ausbruch provozieren. Andere Untersuchungen könnten sich darauf konzentrieren, welche Maßnahmen ergriffen werden könnten, um das Ausbreiten der Krankheit auf weitere Erdteile zu verhindern.

Die Art und der Inhalt dieser Untersuchungen eignen sich hervorragend zu interdisziplinären Studien. Zum Beispiel könnte man Biologie und Geographie kombinieren um die Fakten und Märchen auseinander zu dividieren, die die Korrelation zwischen Zugvögeln und Vogelgrippenausbrüchen umgeben


Michalis Hadjimarcou, Cyprus




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