Schlau durch Lesen aus dem Schweif

Ernährung und Lebensstil lassen sich in Haaren chemisch nachweisen. Bei Pferden geht das am besten mit Schweifhaaren, weil sie Infos über lange Zeit speichern. Welchem Zeitraum ein Zentimeter Haar entspricht, ist allerdings schwer zu sagen, denn Haare wachsen nicht bei jedem Pferd gleich schnell. Forschende der Vetmeduni Vienna entwickelten eine Methode, mit der Haarabschnitte den Jahreszeiten zugeordnet werden. 

Bei der Haar-Analyse werden Isotopen analysiert; unterschiedlich schwere Atome eines chemischen Elements mit gleicher Protonen-, aber unterschiedlicher Neutronenzahl. Die Isotopenverhältnisse von Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff in einer Probe lassen auf Wasseraufnahme, Ernährung und Lebensraum schließen. Zur Messung werden die Schweifhaare in ein Zentimeter lange Abschnitte zerteilt und einzeln in kleine Gefäße aus Zink oder Silber gelegt. Darin wird das Haar bei einer Temperatur von 1450 Grad Celsius verbrannt. In den entstehenden Gasen werden die Isotope mittels Massenspektrometrie, einer Methode mit der einzelne Atome nach Masse sortiert werden, nachgewiesen. Diese Methode wird übrigens auch bei der Suche nach Drogenspuren angewandt.

Martina Burnik Šturm und Petra Kaczensky vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Vetmeduni Wien erforschen die Lebensweise von Wildtierpferden und Wildesel in der mongolischen Gobi-Wüste. Was die Tiere fressen, ob sie Wasser trinken oder Schnee aufnehmen und in welchen Regionen sie sich aufhalten, wollen sie in den Haaren entdecken. Aber welchen Zeitraum untersucht man, wenn man einen Zentimeter Haar analysiert?

Burnik Šturm entwickelte deshalb eine Methode, mit der sie die Zeit in den Haaren ablesen kann. Zugute kam ihr dabei der Lebensraum der Wildpferde. In der mongolischen Gobi-Wüste herrschen extreme klimatische Bedingungen, und mit der Temperatur schwankt auch die Zusammensetzung der chemischen Elemente in den Haaren. Die Forscherin verglich die Isotopendaten aus den Haaren mit Satellitendaten aus einer NASA-Datenbank (Earth Observing System Data and Information System – EOSDIS) und ordnete so jedem Haar einen Sommer-Winter-Rhythmus zu. Damit konnte Burnik Šturm genau errechnen, welchem Zeitraum ein Zentimeter Haar entspricht.

Die Schweifhaare der Mongolischen Wildesel benötigen für einen Zentimeter Wachstum durchschnittlich 19 Tage. Bei Przewalski-Wildpferden dauert es 17 Tage.

Bei Hauspferden wächst ein Zentimeter Schweif in nur 13 Tagen

„Die Isotopenanalyse von Haaren ist eine gängige Methode wenn es um Ernährungswissenschaften und Migrationsforschung bei Tieren geht. Unsere Methode liefert erstmals die Möglichkeit, die Lebensweise der Tiere zeitlich genau nachzuvollziehen. Zuvor waren die Ergebnisse, was den Zeithorizont betrifft, eher geschätzt als korrekt. Ab jetzt steht den Forschenden eine relativ einfache Methode zur Verfügung, ihre Daten richtig zu interpretieren“, meint Burnik Šturm.

Die Schweifhaare sollen Aufschluss über die Lebensweise von Przewalski-Wildpferd, Wildesel und Hauspferd liefern. Alle drei Arten teilen sich in der Gobi-Wüste den Lebensraum in einem streng geschützten Areal mit etwa 9000 Quadratkilometern im Südwesten der Mongolei. Üblicherweise konkurrieren nahe verwandte Arten um Futter. Außerdem sind die Weiden in der Gobi karg. Was es den Tieren ermöglicht, gemeinsam in einer Region zu leben, ist eine der Kernfragen des Forschungsteams.

Eine erste chemische Analyse der Haarproben zeigte, dass Przewalski-Wildpferde und Hauspferde das ganze Jahr über vorwiegend Gras fressen. Die Wildesel steigen dagegen um: Im Sommer fressen sie Gras, im Winter viel Laub. „Wenn die Nahrung in den langen Wintermonaten knapp wird, kann man davon ausgehen, dass sich vor allem die beiden Pferdearten Konkurrenz machen, “ erklärt Martina Burnik Šturm.

Martina Burnik Šturm, „A protocol to correct for intra- and interspecific variation in tail hair growth to align isotope signatures of segmentally cut tail hair to a common time line”, Rapid Communications in Mass Spectrometry
Martina Burnik Šturm, ” Sequential stable isotope analysis reveals differences in dietary history of three sympatric equid species in the Mongolian Gobi”, Journal of Applied Ecology

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