Verbreitung und Auswirkungen des Chytridpilzes weltweit,
insbesondere in der Schweiz
Corina Geiger, Ursina Tobler, Benedikt Schmidt*
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften (IEU) Universität Zürich
*& Koordinationsstelle für Amphibien- und Reptilienschutz in der Schweiz
Einschätzung der Chytridiomykose
• “Die Ausbreitung der Chytridiomykose hat in einem in der Geschichte der Menschheit nicht bekannten Ausmass zum Aussterben von Amphibien geführt – und das Aussterben wird weiter gehen.”
• “Sie ist die schlimmste infektiöse Krankheit von Wirbeltieren hinsichtlich der Anzahl betroffener Arten und der Fähigkeit, die betroffenen Arten auszurotten.“
(Amphibian Conservation Action Plan der IUCN, 2007)
Ablauf
• Krankheitsverlauf der Chytridiomykose
• Verbreitung und Ausbreitung des Chytridpilzes weltweit und in der Schweiz
• Betroffene Arten
• Ist der Chytridpilz verantwortlich für die Bestandesabnahme der Geburtshelferkröte?
• Was kann man dagegen tun?
© Joel Mills
• Erreger: Töpfchenpilz Batrachochytrium dendrobatidis (Bd)• Infiziert verhornte (Keratin) Amphibienhaut• Anfälligkeit variiert stark zwischen Arten und Stadien
Lebenszyklus des Chytridpilzes
Infektion
Behindert Hautfunktionen
Na+
K+
Mg+
Cl-
Nervensystem und Muskelkontraktion beeinträchtigt, Herzstillstand
Chytridiomykose
An Chytridiomykose verendete Geburtshelferkröten
(Bei lebenden Tieren ist die Infektion nicht sichtbar)
C. Geiger U. Tobler
Globale Verbreitung des Chytridpilzes
(http://www.spatialepidemiology.net/datasets/)
Chytridiomykose und das globale Amphibiensterben
(Stuart et al. 2004)
Chytridiomykose
Ausbreitung der Chytridpilzes
1987/88
1993/94
1996/97
2002/03 2004
(Lips et al. 2006)
Erlöschen von Populationen durch Chytridiomykose
((Laurance et al. 1996)
Der Chytridpilz in Europa
(Trent Garner, teilweise unpubliziert)
Massensterben in Europa
J. Bosch (Penalara)
M. Fisher (Pyrenäen)
S. Geissbühler (Schweiz)
Fakten 1
• Der Chytridpilz befällt verhornte Teile der Amphibienhaut.• Die Pilzinfektion beeinträchtigt den Elektrolythaushalt und
kann zum Tod des Tieres führen. • Der Chytridpilz ist (von der Antarktis abgesehen) auf allen
Kontinenten zu finden. • Wo er auftaucht kann er zu Massensterben und Verlust von
Arten führen.
Fragen:• Verbreitung in der Schweiz?• Betroffene Arten?• Ist der Chytridpilz auch bei uns verantwortlich für den
Rückgang bestimmter Arten?
Der Chytridpilz in der SchweizChytridpilz gefunden
Chytridpilz nicht gefunden
(U. Tobler & B. Schmidt, unpubliziert)
Die Alpen bisher fast nicht untersucht
Kleinräumige Verbreitung
3 km
Seit wann ist der Chytridpilz in der Schweiz?
Vorgehen:• Amphibien-Präparate aus Sammlungen von drei Schweizer Museen
(Bern, Basel, Neuchâtel) auf Chytridpilz getestet.• Total 788 Präparate, 20 verschiedene Arten.• Präparate aus den Jahren 1850 – 2009.
Resultate:• 21 Tiere waren infiziert. • Offiziell ältester Fund aus den 1980er-Jahren.
(N. Peyer & B. Schmidt, unpubliziert)
Der Chytridpilz ist seit > 30 Jahren in der Schweiz
Auswirkungen des Chytridpilzes
(Briggs et al. 2005)
Populationszusammenbruch nach Auftreten des Pilzes.
permanente Reduktion der Populationsgrössewenn infizierte Tiere überleben.
Welche Arten sind infiziert?N I Prävalenz
Alytes obstetricans 1607 720 44 %
Bombina variegata 56 14 25 %
Bufo bufo* 9 0 0 %
Bufo calamita 19 7 36 %
Hyla arborea 18 2 11 %
Pelophylax spp. 182 44 24 %
Rana temporaria* 30 0 0 %
S. salamandra 16 0 0 %
Mesotriton alpestris 473 93 19.7 %
Triturus cristatus 38 0 0 %
Lissotriton helveticus 155 17 11 %
Lissotriton vulgaris 24 7 29 %
(U. T
oble
r & B
. Sch
mid
t, un
publ
izie
rt)
* Nur junge Kaulquappen beprobt
Bestandesabnahme der Geburtshelferkröte
Alytes kommt vor 1985 bis 2008
Alytes ausgestorben
-64%Ist die Chytridiomykose schuld an den Bestandesabnahmen?
(Schmidt & Zumbach 2005)
Sind Schweizer Geburtshelferkröten anfällig auf Chytridiomykose?
• 143 infizierte Kaulquappen gesammelt– 3 Populationen– 3 Versuchsgruppen
keine Manipulation
Stress-kontrolle
Itraconazol-Behandlung
infiziert
Itingen
AltstättenZunzgen
(Tobler & Schmidt 2010)
Ja! Sie sind anfällig!
(Tobler & Schmidt 2010)
Führt der Chytridpilz zu lokalem Aussterben der Geburtshelferkröte?
100 km
(U. Tobler & B. Schmidt, unpubliziert)
Nein!
Rückgang der Geburtshelferkröte durch Chytridpilz verursacht?
Bd- Bd+
p=0.007
Popu
latio
n tr
end
Bd- Bd+
t-test
p=0.005
incr
ease
decr
ease
(U. Tobler & B. Schmidt, unpubliziert)
Nein!
Aufwertungsmassnahmenkeine
Aufwertungsmassnahmen
Fakten 2• Der Chytridpilz ist in der Schweiz weit verbreitet. Im Moment ist in
der Verbreitung aber kein Muster erkennbar.• Der Chytridpilz ist seit > 30 Jahren in der Schweiz.• Die meisten Arten können Träger sein. • Geburtshelferkröten sind anfällig auf Chytridiomycose. Infizierte
Tiere haben eine hohe Mortalitätsrate.
Aber:• Kein Effekt von Chytridpilz auf Abnahme der Bestände nachweisbar
(kryptische Effekte?)• Intakte Lebensräume kompensieren möglicherweise krankheits-
bedingten Verluste.
Fragen:• Was kann man dagegen tun?
BekämpfungsmethodenVerschiedene Ansätze:
• VERBREITUNG VERHINDERN.
• Habitate aufwerten.
• Ökologische Faktoren fördern, welche den Chytridpilz negativ beeinflussen.
• Infizierte Tiere aus dem Teich fangen und gegen den Pilz behandeln.
• Pilz-Bekämpfungsmittel in den Teich giessen.
Ökologisch vertretbar?
Verbreitung verhindern
Pilz
wac
hstu
m
4°C 17°C 23°C 30°CTemperatur
Bekämpfung mit ökologischen Faktoren – z.B. Temperatur
(Piotrowski et al. 2004)
Temperatur als Mittel gegen den Chytridpilz?
Experiment:
21 °C 26 °C 30 °C
Nach 5 Tagen wurden die Tiere für 1 Woche bei 19 °C gehalten, dann auf den Chytridpilz getestet.
Natürlicherweise mit Chytridpilz infizierte Kaulquappe (Alytes obstetricans)
N=10 N=8N=8
Temperatur als Mittel gegen den Chytridpilz?
(Geiger et al., submitted)
Infiziert
geheilt
Bekämpfung durch individuelle Behandlung
Experiment:7 Teiche, alle natürlicherweise mit Chytridpilz infiziert.
N=4 N=3
Behandelt Unbehandelt
Nach der Behandlung monatliche Kontrolle der Infektionsraten.
Bekämpfung durch individuelle Behandlung
unbehandelt
behandelt
Anza
hl Z
oosp
oren
pro
Tie
r
Behandlung wirkt
•Metamorphose
(Dichte nimmt ab)
•Temperatur steigt
(Geiger & Schmidt, unpubliziert)
Erfolg oder Niederlage – eine Frage des richtigen Zeitpunktes
unbehandelt
behandelt
Anza
hl Z
oosp
oren
pro
Tie
r
Behandlung (Geiger & Schmidt, unpubliziert)
Behandlung ganzer Teiche
Experiment in Mesokosmen
Mesokosmen auf dem Experimentierfeld an der Universität Zürich.
C. Geiger
Behandlung ganzer Teiche
Experiment in Mesokosmen:
•Infizierte Kaulquappen•Libellenlarven•Wasserkäfer•Wasserschnecken•Wasserasseln•Plankton
Mesokosmos
Design
Behandlung ganzer Teiche
6xVirkon AquaticFirma: Du Pont
6xGeneral TonicFirma: Tetra
6xPip Pond PlusFirma:Chrysal
10xKontrolle
Behandlung:4 Wochen lang1 x wöchentlich
Danach Test auf Chytridpilz
Behandlung ganzer Teiche
C: Kontrolle
GT: General Tonic
PIP: Pip Pond Plus
VA: Virkon Aquatic
Nebeneffekte der getesteten Mittel
Behandlung ganzer Teiche
Nebeneffekte der getesteten Mittel
Behandlung ganzer Teiche
Fakten 3
• Nach <5 Tagen in <30°C warmem Wasser sind infizierte Amphibien zu 80% geheilt.
• Nach der Behandlung mit Itraconazol bleibt die Anzahl Zoosporen 4 Wochen lang auf tiefem Niveau. Danach steigt sie wieder an.
• Die Loads im Teich unterliegen starken Schwankungen. Während der Metamorphose erreichen sie einen Peak.
• Eine Behandlung sollte vor der Metamorphose stattfinden. • Das Mittel General Tonic von der Firma Tetra hält die Anzahl
Zoosporen auch in komplexeren Ökosystemen auf tiefem Niveau. • Das Mittel General Tonic hat einen schlechten Einfluss auf
Krebsartige und Mollusken.
Fazit
• Der Chytridpilz ist weltweit verbreitet. • In der Schweiz ist er seit mehr als 30 Jahren präsent.• Die meisten Arten können Träger sein.• Im Labor sterben infizierte Geburtshelferkröten in der Regel daran.
Aber: • Es ist kein Effekt auf das Populationswachstum anfälliger Arten
erkennbar.• Es ist kein Effekt auf die Verbreitung anfälliger Arten erkennbar.
Massnahmen
• Nicht verzweifeln!• Lebensräume aufwerten und vernetzen und Rückgänge so
kompensieren.• Verbreitung des Pilzes verhindern.• Bekämpfungsmassnahmen entwickeln.
Dank
Für die Finanzierung der Chytridpilz-Forschung• BAFU (Bundesamt für Umwelt)• Karch (Koordinationsstelle für Amphibien- und Reptilienschutz in der Schweiz)• Cantonal Nature Conservation Offices• WAZA (World Association of Zoos and Aquariums)• EUAC (EUROPEAN UNION OF AQUARIUM CURATORS)• Zoologisches Institut der Uni Zürich• Forschungskredit der Uni Zürich• Vontobel Stiftung• Basler Stiftung für biologische Forschung• Janggen-Pöhn-Stiftung, St.Gallen• Zoo Zürich• De Giacomi Stiftung, Chur• Zürcher Tierschutz• Grün Stadt Zürich/Naturzentrum Sihlwald
Virkon Aquatic:Component: dipotassium peroxodisulphateCompany: Du Pont
Tetra Medica, General Tonic: Component: Ethacridini lactas 836 mg, Acriflavinii monochloridum 160.2 mg, Methylthioninii chloridum 56.44 mg, Aminoacridini hydrochloridum monohydricum 28.20 mg, Excipiens ad solutionem pro 100 mlCompany: Tetra
Agents
Bekämpfung durch individuelle Behandlung
U. Tobler
Nach der Behandlung wurden die Kaulquappen markiert und in ihren ursprünglichen Teich frei gelassen
Bekämpfung durch individuelle Behandlung
unbehandelt
behandelt
Anza
hl Z
oosp
oren
pro
Tie
r